電子工学Ⅰ

科目基礎情報

学校	岐阜工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	電子工学Ⅰ
科目番号	0063	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	電気情報工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	前期:2 後期:2
教科書/教材	電子デバイス工学（第２版）（古川清ニ郎・萩田陽一郎・浅野種正，森北出版，2014.1.10）
担当教員	飯田 民夫

到達目標

電磁界が印加された電子やイオンの運動を定性的・定量的に理解し、真空電子装置に利用されている真空電子工学に関する知識を修得する。
またバンド理論をもとに半導体の基礎とpn接合を用いた簡単なデバイスについて学ぶ。
①代表的な真空電子装置の動作原理を理解できる
②電子放出の複数のメカニズムを理解できる
③半導体の電気伝導及びキャリヤの振る舞いが理解できる
④ｐｎ接合が理解できる
⑤バイポーラトランジスタの原理が理解できる
岐阜高専ディプロマポリシー：（Ｄ）

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	代表的な電子装置の動作原理、また電子放出の複数のメカニズムを理解して計算を正確に（８割以上）解くことができる。	代表的な電子装置の動作原理、また電子放出の複数のメカニズムを理解して計算をほぼ正確に（６割以上）解くことができる。	代表的な電子装置の動作原理、また電子放出の複数のメカニズムを理解して計算をほぼ正確に（６割未満）解くことができない。
評価項目2	半導体の電気伝導及びキャリヤの振る舞い等の説明、基本問題に関する計算を正確に（８割以上）解くことができる。	半導体の電気伝導及びキャリヤの振る舞い等の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確に（６割以上）解くことができる。	半導体の電気伝導及びキャリヤの振る舞い等の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確に（６割未満）解くことができない。
評価項目3	ｐｎ接合の動作原理の説明、基本問題に関する計算を正確に（８割以上）解くことができる。	ｐｎ接合の動作原理の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確に（６割以上）解くことができる。	ｐｎ接合の動作原理の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確に（６割未満）解くことができない。
評価項目4	バイポーラトランジスタの動作原理の説明、関連の基本問題に関する計算を正確に（８割以上）解くことができる。	バイポーラトランジスタの動作原理の説明、関連の基本問題に関する計算をほぼ正確に（６割以上）解くことができる。	バイポーラトランジスタの動作原理の説明、関連の基本問題に関する計算をほぼ正確に（６割未満）解くことができない。

教育方法等

概要:

電子工学について、教科書の１～８章を理解する。

授業の進め方・方法:

難解な式はできるだけ省き、物理的な意味などを定性的に理解できるように授業を行う。例題や演習を用いて学習する。
（事前準備の学習）三角関数や指数関数、微分・積分など電気数学を多く用いるので、数学を復習しておくこと。
英語導入計画：Technical terms

注意点:

授業の内容を確実に身につけるために、予習・復習が必須である。
授業中の許可の無い携帯ゲーム機、スマートフォンなどの使用や授業と関係の無い課題に取り組むなどの行為は禁止する。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	電子工学の基礎 （ALのレベル C）	電子工学の基礎について理解する。
		2週	電子の運動 （ALのレベル C）	電子の運動について理解する。
		3週	電子幾何光学 （ALのレベル C）	電子幾何光学について理解する。
		4週	ド・ブロイの関係 （ALのレベル C）	ド・ブロイの関係について理解する。
		5週	電子質量の補正 （ALのレベル C）	電子質量の補正について理解する。
		6週	電子の偏向 （ALのレベル C）	電子の偏向について理解する。
		7週	電子の加速 （ALのレベル C）	電子の加速について理解する。
		8週	前期中間試験	６割以上の問題について正確に解くことができる。
	2ndQ
		9週	電子放出の概要 （ALのレベル C）	電子放出の概要について理解する。
		10週	熱電子放出 （ALのレベル C）	熱電子放出について理解する。
		11週	光電子放出 （ALのレベル C）	光電子放出について理解する。
		12週	二次電子放出 （ALのレベル C）	二次電子放出について理解する。
		13週	光電子増倍管 （ALのレベル C）	光電子増倍管について理解する。
		14週	前期授業のまとめ （ALのレベル B）	これまでの前期授業内容について復習する。
		15週	前期期末試験	６割以上の問題について正確に解くことができる。
		16週	前期期末試験の解説	前期期末試験について復習する。
後期
	3rdQ
		1週	半導体とその種類 元素半導体、化合物半導体、真性半導体、不純物半導体など用語の定義 （ALのレベル C）	半導体とその種類 元素半導体、化合物半導体、真性半導体、不純物半導体など用語の定義について理解する。
		2週	ボーアの理論 （ALのレベル C）	ボーアの理論について理解する。
		3週	固体のエネルギー帯 （ALのレベル C）	固体のエネルギー帯について理解する。
		4週	結晶内電子の速度と有効質量 （ALのレベル C）	結晶内電子の速度と有効質量について理解する。
		5週	半導体のキャリヤ フェルミ・ディラックの物理関数、フェルミ準位 （ALのレベル C）	半導体のキャリヤ フェルミ・ディラックの物理関数、フェルミ準位について理解する。
		6週	外因性半導体のキャリヤ密度とフェルミ準位 （ALのレベル C）	外因性半導体のキャリヤ密度とフェルミ準位について理解する。
		7週	半導体の電気伝導、ホール効果 （ALのレベル C）	半導体の電気伝導、ホール効果について理解する。
		8週	後期中間試験	６割以上の問題について正確に解くことができる。
	4thQ
		9週	ｐｎ接合の電流電圧特性 （ALのレベル C）	ｐｎ接合の電流電圧特性について理解する。
		10週	ｐｎ接合の空乏層容量 （ALのレベル C）	ｐｎ接合の空乏層容量について理解する。
		11週	ｐｎ接合の拡散容量 （ALのレベル C）	ｐｎ接合の拡散容量について理解する。
		12週	バイポーラトランジスタの動作原理 （ALのレベル C）	バイポーラトランジスタの動作原理について理解する。
		13週	バイポーラトランジスタの電流増幅率 （ALのレベル C）	バイポーラトランジスタの電流増幅率について理解する。
		14週	後期授業のまとめ （ALのレベル B）	これまでの後期授業内容について復習する。
		15週	後期期末試験	６割以上の問題について正確に解くことができる。
		16週	後期期末試験の解説	後期期末試験について復習する。

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	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

評価割合

	中間試験	期末試験	授業外課題	合計
総合評価割合	200	200	100	500
前期得点	100	100	50	250
後期得点	100	100	50	250