到達目標
（科目コード：31373, 英語名：Electronic device engineering）
この科目は長岡高専の教育目標の(C)(D)と主体的に関わる．
この科目の到達目標と，成績評価上の重み付け，各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を，到達目標，評価の重み，関連する目標の順で次に示す．
①電子および原子の構造について理解する．(c2),(d1),30%
②固体の構造および金属の性質について理解する．(c2),(d1),30%
③半導体および半導体デバイスについて理解する．(c2),(d1),40%
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 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 電子および原子の構造について理解する | 電子の電荷量・質量，原子の構造などを詳細に説明できる． | 電子の電荷量・質量，原子の構造などの基本的な事項を正しく説明できる． | 電子の電荷量・質量，原子の構造などの基本的な事項を概ね正しく説明できる． | 左記に達していない． |
| 固体の構造および金属の性質について理解する | 結晶の性質，バンド理論および金属の性質について詳細に理解し，正しく説明できる． | 結晶の性質，バンド理論および金属の性質について理解し，説明できる． | 結晶の性質，バンド理論および金属の性質について理解し，概ね説明できる． | 左記に達していない． |
| 半導体および半導体デバイスについて理解する | 半導体および半導体デバイスの特長・特性について詳細に理解し，正しく説明できる． | 半導体および半導体デバイスの基本的特長・特性について理解し，説明できる． | 半導体および半導体デバイスの基本的特長・特性について概ね理解し，説明できる． | 左記に達していない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この科目は，企業で高信頼性車載用計器の研究・開発を担当していた教員が，その経験を活かし電子デバイスの性質・物理から最先端技術に至るまで幅広く講義を行うものである．
電子物性の基礎を学び，半導体や半導体デバイスの基本的事項を教授する．
○関連する科目：電子回路ⅠA（前年度履修），センサー工学(次年度履修)
授業の進め方・方法:
まず，電子の電荷量や質量などの電子の基本的性質およびエネルギー帯理論について述べる．次に，半導体のキャリア密度や電気伝導について述べる．さらに，pn接合やダイオード，トランジスタといった半導体デバイスの特性について解説する．
理解度に加え，平常時の勤勉さを重視します．
注意点:
本科目は授業内で適宜行う課題のウェイトが高いので，授業で習ったことをよく復習し確実に理解するよう努めてください．
※課題が未提出の場合は単位認定しないので，課題は確実に提出するように。
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 |
ガイダンスおよび授業内容の概論 |
受講上の注意点を理解し，本授業科目の概要を理解する
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| 2週 |
電子と結晶 |
結晶の性質，電子の電荷量・質量，原子の構造などの基本的な事項を正しく説明できる
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| 3週 |
エネルギー帯と自由電子 |
バンド理論および金属の性質について理解し，説明できる
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| 4週 |
半導体のキャリア |
半導体の基本的特長・特性について理解し，説明できる
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| 5週 |
キャリア密度とフェルミ準位 |
キャリア密度とフェルミ準位について理解し，説明できる
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| 6週 |
半導体の電気伝導 |
半導体の電気伝導について理解し，導体の場合との違いを説明できる
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| 7週 |
pn接合とダイオード |
pn接合とダイオードについて理解し，説明できる
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| 8週 |
ダイオードの接合容量 |
ダイオードの接合容量を理解し，求められる
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| 2ndQ |
| 9週 |
バイポーラトランジスタ |
バイポーラトランジスタの動作原理を理解し，説明できる
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| 10週 |
金属－半導体接触 |
金属－半導体接触について理解し，整流接触およびオーミック接触の違いを説明できる
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| 11週 |
MESFET |
MESFETの動作原理を理解し，説明できる
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| 12週 |
MISFET |
MISFETの動作原理を理解し，説明できる
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| 13週 |
集積回路 |
集積回路の種類と構造を理解し，動作を説明できる
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| 14週 |
光半導体デバイス |
光半導体デバイス種類と構造を理解し，動作を説明できる
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| 15週 |
有機半導体 |
有機半導体デバイス種類と構造を理解し，動作を説明できる
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| 16週 |
定期試験
17週：試験解説 |
上記内容に関する問題に正しく解答する。
（17週：不正解だった点を理解する）
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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 |
| 基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 因数定理等を利用して、基本的な高次方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。 | 3 | |
| 合成関数の導関数を求めることができる。 | 3 | |
| 三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。 | 3 | |
| 置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。 | 3 | |
| 定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。 | 3 | |
| 分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。 | 3 | |
| オイラーの公式を用いて、複素数変数の指数関数の簡単な計算ができる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 4 | |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 4 | |
| 基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 4 | |
| ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 4 | |
| 伝達関数を説明できる。 | 4 | |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | |
| 電気・電子系分野 | 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 4 | |
| ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。 | 4 | |
評価割合
| 定期試験 | 演習・課題の提出状況 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 80 |
| 自発的学習能力 | 0 | 20 | 20 |