到達目標
この科目は長岡高専の教育目標の(B),(D)と主体的に関わる．この科目の到達目標と，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，学習・教育目標との関連の順で次に示す．
①pn接合の物理と物性を理解する．30% (B2),(D1)，②金属—半導体接触の物理と物性を理解する．30% (B2),((D1)，③バイポーラトランジスタの特徴を理解する．20% (B2),(D1)，④電界効果トランジスタの特徴を理解する．20% (B2),(D1)
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 |
| ①pn接合の物理と物性を理解する． | pn接合の物理と物性に関する課題に正しく解答できる． | pn接合の物理と物性を正しく説明できる． | pn接合の物理と物性を正しく説明できない． |
| ②金属—半導体接触の物理と物性を理解する． | 金属—半導体接触の物理と物性に関する課題に正しく解答できる． | 金属—半導体接触の物理と物性を正しく説明できる． | 金属—半導体接触の物理と物性を正しく説明できない． |
| ③バイポーラトランジスタの特徴を理解する． | バイポーラトランジスタに関する課題に正しく解答できる． | バイポーラトランジスタの特徴を正しく説明できる． | バイポーラトランジスタの特徴を正しく説明できない． |
| ④電界効果トランジスタの特徴を理解する． | 電界効果トランジスタに関する課題に正しく解答できる． | 電界効果トランジスタの特徴を正しく説明できる． | 電界効果トランジスタの特徴を正しく説明できない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この科目では，各種の電子デバイスの動作原理を理解することを目標とする。基本となるpn接合の物性を学習した後，バイポーラトランジスタ，ユニポーラトランジスタの動作を理解する。
○関連する科目：物性科学（前年度履修），電子物性工学（前年度履修）
授業の進め方・方法:
教科書の内容に沿って，スライドを使用して解説を進める。資料は授業開始時に配布する。
毎回授業終盤に演習を用意しているので，その演習を通して授業内容の理解を深めてほしい。
注意点:
※「物性科学」，「電子物性工学」の継続した内容のため，「物性科学」，「電子物性工学」の両方を履修した学生のみ履修可能。
数学，物理，化学の基礎知識は最低限必要とされる。定量的なセンスを身につけるために，演習を取り入れて行く予定である。
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 |
pn接合１（エネルギー準位図，ポテンシャル分布） |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。
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| 2週 |
pn接合2（理想的I-V特性） |
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。
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| 3週 |
pn接合3（，実際のI-V特性，逆方向降伏特性） |
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。
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| 4週 |
pn接合4（接合容量） |
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。
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| 5週 |
金属-半導体接触１（エネルギー準位図，オーミック接触と整流性） |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。
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。
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| 6週 |
金属-半導体接触２（エミッション電流） |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。
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。
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| 7週 |
金属-半導体接触３（理想状態からのずれ） |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。
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。
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| 8週 |
総合演習（金属-半導体接触）
課題レポート |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。
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。
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| 2ndQ |
| 9週 |
バイポーラトランジスタ１（発明と増幅作用，エミッタ注入効率） |
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。
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| 10週 |
バイポーラトランジスタ２（ベース輸送効率） |
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。
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| 11週 |
バイポーラトランジスタ３（アーリー効果，周波数特性） |
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。
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| 12週 |
電界効果トランジスタ（接合型FET） |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。
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| 13週 |
電界効果トランジスタ（MOS型FET） |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。
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| 14週 |
電界効果トランジスタ（FETの電気特性） |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。
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| 15週 |
試験 |
上記項目に関する課題に正しく解答できる。
試験時間：５０分
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| 16週 |
試験解説・発展授業 |
上記項目を正しく理解する。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子工学 | 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。 | 5 | 前5,前6,前7,前8 |
| 真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 5 | 前1 |
| 半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 5 | 前1,前8 |
| 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。 | 5 | 前3,前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。 | 5 | 前9,前10,前11 |
| 電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 5 | 前14 |
評価割合
| 試験 | レポート・課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |