電子デバイス工学

科目基礎情報

学校 秋田工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 電子デバイス工学
科目番号 0039 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 創造システム工学科(電気・電子・情報系) 対象学年 3
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 「半導体工学」渡辺英夫 著 コロナ社/その他:自製のプリントの配布
担当教員 田中 将樹

到達目標

1.粒子としての電子の運動と波としての電子が持つ性質、振る舞いが説明できる.
2.フェルミ分布則を理解し,バンド理論による導体,絶縁体,半導体の違いを説明できる.
3.pn接合ダイオードの電気的な特性、トランジスタの構造、動作が説明できる.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1粒子としての電子の運動と波としての電子が持つ性質、振る舞いが説明できる.粒子としての電子と波としての電子の性質、 が説明できる.粒子としての電子と波としての電子の性質、 が説明できない.
評価項目2フェルミ分布則を理解し,バンド理論による導体,絶縁体,半導体の違いを説明できる.バンド理論がわかる.バンド理論がわからない.
評価項目3pn接合ダイオードの電気的な特性、トランジスタの構造、動作が説明できる.pn接合ダイオードの電気的な特性が説明できる.pn接合ダイオードの電気的な特性が説明できない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本講義では,半導体工学で必要な電子の物理現象を理解し,半導体を中心とした電子デバイスの基本的な動作原理および特徴について基礎的な知識を習得することを目標として授業を進めていく.
授業の進め方と授業内容・方法:
講義形式で行う.必要に応じて適宜小テストの実施,レポートの提出を求める.試験結果が合格点に達しない場合,再試験を行うことがある.
注意点:
合格点は50点である.試験結果を70%,小テスト・レポート等を30%で評価する.
 学年総合評価 = ( 後期中間成績 + 後期末成績 ) / 2 × 0.7 +( 小テスト・レポート成績) × 0.3
(講義を受ける前)関連科目の知識が不可欠であるので既に履修済みの科目について知識を確認・整理しておくこと.
(講義を受けた後)講義ノート,小テストにより各自で内容の理解度をチェックするとともに,確実に理解することを心がけてほしい.
この科目は学修単位科目のため,事前・事後学習としてレポートを実施します.
自学自習時間:後期週4時間(合計60時間)

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
1週 授業ガイダンス
1. 真空中の電子
1.1 粒子としての電子
授業の進め方と評価の仕方について説明する.
電子の運動について理解できる.
2週 1.2 電子の波動性 電子の性質について理解できる.
3週 2.固体中の電子
2.1原子のエネルギー準位

エネルギー準位がわかる.
4週 2.2 固体中の価電子の振舞い バンド理論がわかる.
5週 3.電気伝導と伝導体の種類
3.1電気伝導のメカニズム
3.2絶縁体

金属、絶縁体のエネルギーバンドがわかる.
6週 3.3半導体 半導体のエネルギーバンドがわかる.
7週 到達度試験(後期中間) 上記項目について学習した内容の理解度を授業の中で確認する
8週 試験の解説と解答
4. 半導体中のキャリア濃度
4.1フェルミ準位
到達度試験の解説と解答
フェルミ分布則が理解できる.
9週 4.2不純物を含まない半導体の場合 真性半導体のキャリア密度が理解できる.
10週 4.3不純物を含む半導体の場合
4.4ホール効果
不純物半導体のキャリア密度が理解できる.
ホール効果について理解できる.
11週 5.pn接合の電気的特性 ダイオードの電圧電流特性がわかる.
12週 5.pn接合の電気的特性 ダイオードの電圧電流特性がわかる.
13週 6.バイポーラトランジスタ バイポーラトランジスタの基本動作がわかる.
14週 7.電界効果トランジスタ 電界効果トランジスタの動作が理解できる.
15週 到達度試験(後期末) 上記項目について学習した内容の理解度を授業の中で確認する.
16週 試験の解説と解答 到達度試験の解説と解答,および授業アンケート

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合70000030100
基礎的能力5000003080
専門的能力100000010
分野横断的能力100000010