電子工学Ⅰ

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 電子工学Ⅰ
科目番号 0105 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義・演習 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 電気工学科(R2年度開講分まで) 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 電子物性の基礎とその応用,下村 武,コロナ社
担当教員 伊藤 淳

到達目標

①半導体の基礎的事項を理解する.
②エネルギー帯を用いた半導体の動作を理解する.
③金属と半導体の接触について理解する.
④半導体における光電効果を理解する.

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各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。
評価項目2
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
半導体の基本的な特性について学習する.
また,バンド理論に基づき半導体素子の動作原理を学習する.
授業の進め方・方法:
定期試験の成績を70%,自学自習課題の実施状況を30%として総合的に評価し,60点以上を合格とする.
中間試験は中間試験期間中に50分で実施する.期末試験は期末試験期間中に50分で実施する.
注意点:
固体物性論が基礎となっており,半導体の諸特性は電子の振る舞いが原因となっていることに注意すること.自学自習の確認方法-課題プリントを学生に配布し,それを定期的に提出させる.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 半導体材料① 半導体の元素
化合物半導体の種類
2週 半導体材料② 半導体の結晶構造
真性半導体
3週 半導体材料③ 不純物半導体
4週 エネルギーバンド エネルギーバンド
フェルミ順位
5週 キャリア輸送① ドリフトと拡散
移動度
6週 キャリア輸送② ホール効果
7週 中間試験
8週 pn接合① 整流作用
2ndQ
9週 pn接合② 降伏現象
10週 pn接合③ 接合容量
11週 バイポーラトランジスタ トランジスタの構造と動作
12週 金属と半導体の接触 オーミック接触とショットキー接触
13週 半導体の光電効果 光電効果
14週 半導体の製造方法 引き上げ法,帯融法
15週 総合演習 総合演習
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学電気・電子系分野電子回路ダイオードの特徴を説明できる。4
バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。4
FETの特徴と等価回路を説明できる。4
利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。4
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。4
演算増幅器の特性を説明できる。4
電子工学電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。4
エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。4
原子の構造を説明できる。4
パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。4
結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。4
金属の電気的性質を説明し、移動度や導電率の計算ができる。4
真性半導体と不純物半導体を説明できる。4
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。4
pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。4
バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。4
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。4
計測計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。4
精度と誤差を理解し、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理が行える。4
SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。4
計測標準とトレーサビリティの関係について説明できる。4
指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。4
倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。4
A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。4
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。4
ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。4
有効電力、無効電力、力率の測定原理とその方法を説明できる。4
電力量の測定原理を説明できる。4
オシロスコープの動作原理を説明できる。4

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力70300000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000