到達目標
1. ダイオードとトランジスタの動作特性が説明できる。
2. ダイオードによる整流回路の動作が説明できる。
3. トランジスタのバイアス回路と増幅の原理が説明できる。
4. 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。
5. 基本発振回路の動作が説明できる。
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 |
| ダイオードとトランジスタの動作特性 | ダイオードとトランジスタの動作特性が説明できる。 | 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。 |
| ダイオードによる整流回路 | ダイオードによる整流回路の動作が説明できる。 | ダイオードによる整流回路の動作が理解できる。 | ダイオードによる整流回路の動作が理解できない。 |
| トランジスタのバイアス回路と増幅の原理 | トランジスタのバイアス回路と増幅の原理が説明できる。 | トランジスタのバイアス回路と増幅の原理が理解できる。 | トランジスタのバイアス回路と増幅の原理が理解できない。 |
| 演算増幅器 | 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。 |
| 発振回路の動作原理と特徴 | 基本発振回路の動作が説明できる。 | 基本発振回路の動作が理解できる。 | 基本発振回路の動作が理解できない。 |
| 回路シミュレータによる計算 | 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:
第３学年で学んだ電子回路Ⅰをもとに、コンピュータによる電子回路シミュレータ（SPICE）を用いて各種半導体素子と電子回路の動作原理を学ぶ。シミュレーションではDC、AC、過渡解析の解析方法を学び、自ら電子回路を解析できる能力を養う。回路では、ダイオードによる整流回路とトランジスタによる基本増幅回路をシミュレーションする。さらに演算増幅による増幅回路と基本的な演算回路を計算し、最後に発振回路の動作原理を学ぶ。
授業の進め方・方法:
コンピュータ室での回路シミュレータによる実習をベースにし、その上教室での理論説明などの座学を行う。実習では与えられた電子回路をSPICEを通して解析でき、その結果と課題をワードなどの文章でまとめ、提出する。
注意点:
実習において、毎回課題が提示され、次週にまでまったものを提出することになる。学修単位であるため、授業時間内に終わらない課題は自学自習を行うこと。
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 |
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 |
SPICEのインストールと回路図作成 |
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 |
受動素子RLC回路によるシミュレーション |
電源とRLC回路によるDC、AC解析ができる
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| 4週 |
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受動素子RLC回路による過渡解析ができ、DC,AC,過渡解析の結果をまとめ報告できる
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| 5週 |
ダイオードの特性 |
整流用、ツェナーダイオードのVI特性を理解する
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| 6週 |
トランジスタ |
BJTとMOSFETの特性を理解する
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
整流回路 |
ダイオードによる半波整流回路の設計と計算ができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
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ダイオードによる全波整流回路の設計と計算ができる
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| 10週 |
トランジスタの特性 |
各トランジスタの静特性を求めることができる
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| 11週 |
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トランジスタの種類と動作原理が理解でき、定常特性が計算できる
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| 12週 |
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バイポーラ接合型トランジスタのバイアス方式を理解する
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| 13週 |
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エミッタ接地増幅回路の設計と特性の計算ができる
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| 14週 |
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エミッタ接地増幅回路の周波数特性を理解する
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
総復習 |
これまでのまとめ
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
増幅回路 |
電流帰還増幅回路の設計と特性の計算できる
利得、周波数特性を理解する
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| 2週 |
電力増幅回路 |
電力増幅回路の設計と特性を理解する
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| 3週 |
差動増幅回路 |
差動増幅回路の基本動作を理解する
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| 4週 |
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差動増幅回路による演算増幅器の動作原理を理解する
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| 5週 |
演算増幅器 |
演算増幅器のオペアンプIC動作を理解する
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| 6週 |
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演算増幅器の等価回路を理解し、反転増幅回路を理解する。
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
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演算増幅器による非反転増幅回路、ユニットゲイン回路、加算、減算回路を理解する
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| 4thQ |
| 9週 |
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演算増幅器による積分回路、不完全微分回路、コンパーレタ回路、PWM変調を理解する
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| 10週 |
発振回路 |
増幅器による発振回路の動作原理との発振条件を理解する
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| 11週 |
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ハートレー回路やコルピッツ回路の各種発振回路の動作と特徴を理解する
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| 12週 |
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RC発振器の発振条件を理解する。進み位相形発振回路の動作を理解する
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| 13週 |
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遅れ位相形発振回路の動作を理解する
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| 14週 |
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Wine Bridge 発振回路を理解する
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
総復習 |
これまでのまとめ
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評価割合
| 定期試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 40 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |