到達目標
本電子工学概論では、回路シミュレータであるSPICEを使い、以下の項目を達成する。
1．電子工学を理解するために、半導体素子であるダイオードとトランジスタの動作原理を理解する。
2．半導体素子を使った整流回路、信号増幅回路の動作原理を理解する。
3．半導体によるロジックゲート回路の原理を理解する。
4．演算増幅器による演算回路の動作を理解する。
5．半導体素子と受動素子による発振回路の動作を理解する。
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 | ダイオードとトランジスタの動作を理解でき、SPICEによって、その特性をまとめ説明できる。 | ダイオードとトランジスタの動作特性が理解できる。 | ダイオードとトランジスタの動作特性が理解できない。 |
| 評価項目2 | 演算増幅器を用いた基本増幅回路と演算回路が説明できる。 | 演算増幅器を用いた基本増幅回路と演算回路が理解できる。 | 演算増幅器を用いた基本増幅回路と演算回路が理解できない。 |
| 評価項目3 | SPICEを用いて様々な電子回路の設計、計算ができ、説明ができる。 | SPICEを用いて様々な電子回路の設計、計算ができる。 | SPICEを用いた電子回路の設計、計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本科目では、電気電子を副専攻とする学生が電子工学、電子回路を理解するために、コンピュータ上で半導体素子の特性や電子回路の設計・計算と回路シミュレーションが可能なSPICEソフトを導入し、学生自らコンピュータ上で回路の設計とシミュレーションを行い、半導体素子の動作原理と特性を理解する。更に電気回路、電子回路の知識が不十分であっても感覚的にコンピュータ上で試行錯誤しながら電子回路の設計手法を学び、電子回路の基礎を理解を目指す。
授業の進め方・方法:
コンピュータ室、またはタブレットPCを用いて毎回出される電子工学と電子回路の課題を行うことで、到達目標の達成を目指す。座学による理論的な授業はなるべく省き、グループまたは、自らの力で調べながら課題を解決し、その結果を文章作成ソフトでまとめ、オンライン上で提出するアクティブラーニング形式による授業を行う。
注意点:
毎回出される課題は、その日に提出してもらい評価を行う。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
電子回路シミュレータの紹介とSPICEのインストール |
電子回路シミュレータの必要性を理解する。
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| 2週 |
受動素子RLC回路による回路シミュレーション |
回路図エディタ上で各素子や電源の配置と配線が作成でき、素子パラメータが入力できる。
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| 3週 |
回路シミュレーションによる解析 |
受動素子RLC回路によるDC、AC、過渡解析ができ、結果をまとめ報告できる。
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| 4週 |
ダイオードの特性 |
各種ダイオードをシミュレーションし、静特性を理解する。
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| 5週 |
整流回路 |
ダイオードによる整流回路の設計とシミュレーションを行い、動作原理を理解する。
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| 6週 |
トランジスタの静特性 |
各トランジスタをシミュレーションし、その静特性を理解する。
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| 7週 |
中間試験 |
中間試験の代わりに、今までの課題の復習と再提出を行う。
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| 8週 |
トランジスタによる増幅回路 |
トランジスタによるエミッタ接地増幅回路の動作原理を理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
周波数特性 |
信号増幅回路の周波数特性を理解する。
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| 10週 |
電力増幅回路 |
電力増幅回路の設計による動作原理を理解する。
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| 11週 |
スイッチング動作 |
トランジスタのスイッチング動作によるゲート回路の動作原理を理解する。
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| 12週 |
演算増幅器 |
演算増幅器であるオペアンプICをシミュレーションで動作原理を理解する。
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| 13週 |
オペアンプの応用回路 |
オペアンプICによる様々な回路の計算ができる。
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| 14週 |
発振回路 |
発振回路のシミュレーションによる設計と動作原理を理解する。
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| 15週 |
期末試験 |
期末試験は実施しない。
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| 16週 |
総復習 |
これまでのまとめを行う。
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評価割合
| 試験 | ポートフォリオ | 相互評価 | 態度 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 80 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 80 | 0 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |