到達目標
①半導体の基本特性を理解できる。
②pn接合，MOS接合の基本特性を理解できる。
③バイポーラトランジスタ，MOSトランジスタの静特性を理解できる。
④CMOS基本論理ゲートの構造と動作を理解できる。
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 |
| ①半導体の基本特性を理解できる。 | 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。 |
| ②pn接合，MOS接合の基本特性を理解できる。 | 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。 |
| ③バイポーラトランジスタ，MOSトランジスタの静特性を理解できる。 | 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。 |
| ④CMOS基本論理ゲートの構造と動作を理解できる。 | 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。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
半導体工学の基礎，及びトランジスタ・ICの構造・特性・製造法について学ぶ。
授業の進め方・方法:
定期試験：80％(中間試験40％，期末試験40％)，レポート等20％で評価し，60点以上を合格とする。
中間試験は授業時間中に50分間の試験を実施する。期末試験は50分間の試験を実施する。
注意点:
電子工学Ⅰの内容を十分に復習しておくこと。
自学自習の確認方法：課題プリントを配布し定期的に提出させる。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
固体中での電子の振舞い |
授業内容の説明
電子の粒子性と波動性
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| 2週 |
シリコン結晶について |
シリコン結晶の構造とバンド構造
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| 3週 |
状態密度と分布関数 |
価電子帯，伝導帯の状態密度，フェルミディラック分布関数とフェルミ準位
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| 4週 |
真性半導体のキャリア密度 |
キャリア密度の導出
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| 5週 |
不純物の振舞いと不純物半導体の特性 |
ドナーとアクセプタ，不純物半導体のフェルミ準位とキャリア密度
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| 6週 |
シリコン半導体の導電率 |
半導体中のキャリアの運動，移動度，導電率の計算
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| 7週 |
後期中間試験 |
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| 8週 |
pn接合ダイオード |
pn接合ダイオードのバンド図と静特性，動特性
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| 4thQ |
| 9週 |
MOSダイオード |
MOSダイオードのバンド図と基本特性
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| 10週 |
MOSトランジスタ-1 |
MOSトランジスタの動作原理と基本特性
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| 11週 |
MOSトランジスタ-2 |
MOSトランジスタの電圧・電流特性
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| 12週 |
MOS IC-1 |
基本MOS論理回路
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| 13週 |
MOS IC-2 |
CMOSインバータの構造と基本特性
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| 14週 |
MOS IC-3 |
基本論理ゲート
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| 15週 |
集積回路形成方法 |
集積回路を形成するための要素プロセス
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| 16週 |
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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 | |
| 演算増幅器を用いた基本的な回路の動作を説明できる。 | 4 | |
| 発振回路の特性、動作原理を説明できる。 | 4 | |
| 変調・復調回路の特性、動作原理を説明できる。 | 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 | |
評価割合
| 試験 | レポート等 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |