電子工学

科目基礎情報

学校	岐阜工業高等専門学校	開講年度	平成28年度 (2016年度)
授業科目	電子工学
科目番号	0119	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 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	1
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	稲葉 成基

到達目標

第３学年で学んだバンド理論をもとに半導体の基礎と応用を学ぶ。半導体を設計・開発するために不可欠である。以下の目標を達成すれば、この科目に関係した技術士の一次試験合格、電験２種合格、国際教科書の演習問題の6割以上正答のレベルまで達している。
①半導体の基本的事項が理解できる。
②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。
③ｐｎ接合及び金属―半導体接合が理解できる。
④各種半導体デバイスの原理が理解できる。

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
評価項目1	半導体の基礎の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確(8割以上)に解くことができる。	半導体の基礎の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	半導体の基礎の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確（6割未満）に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ほぼ正確(8割以上)に解くことができる。	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(6割以上)に解くことができる。	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（6割未満）に解くことができない。
評価項目3	ダイオードやトランジスタの動作原理の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確(8割以上)に解くことができる。	ダイオードやトランジスタの動作原理の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	ダイオードやトランジスタの動作原理の説明、基本問題に関する計算をほぼ正確（6割未満）に解くことができない。
評価項目4	各種半導体デバイスの動作原理の説明、関連の基本問題に関する計算をほぼ正確(8割以上)に解くことができる。	各種半導体デバイスの動作原理の説明、関連の基本問題に関する計算をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	各種半導体デバイスの動作原理の説明、関連の基本問題に関する計算をほぼ正確（6割未満）に解くことができない。

教育方法等

概要:

パワーポイント及び板書による授業を行う。パワーポイント資料は一部穴あきで配布する。

授業の進め方・方法:

授業の最後に必ず課題を科す。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。最先端の電子デバイスおよびその原理などについて解説する。演習問題及び課題はその日のうちに解くことが大切である。

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		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
		2週	ボーアの理論　ボーアの仮説から水素モデルまでを復習
		3週	固体のエネルギー帯　　帯理論を復習
		4週	結晶内電子の速度と有効質量　負の有効質量の概念を説明
		5週	電気伝導による固体の分類　　導体、半導体、絶縁体のバンド理論からの説明
		6週	半導体のキャリヤ　フェルミ・ディラックの物理関数の物理的な意味
		7週	キャリヤ密度とフェルミ準位　　温度依存性　ｎｐ積が一定であることの物理的な意味
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	外因性半導体のキャリヤ密度とフェルミ準位
		10週	半導体の電気伝導　ドリフト電流
		11週	半導体の抵抗率
		12週	半導体の電気伝導　拡散電流
		13週	キャリヤ連続の式
		14週	ホール効果・磁気抵抗素子
		15週	期末試験
		16週	期末試験の解答・解説　ｐｎ接合
後期
	3rdQ
		1週	ｐｎ接合の電流電圧特性
		2週	ｐｎ接合容量
		3週	ｐｎ接合の空乏層容量と拡散容量
		4週	バイポーラトランジスタの動作原理
		5週	バイポーラトランジスタの電流増幅率
		6週	接合形ＦＥＴの動作原理
		7週	中間試験
		8週	接合形ＦＥＴの相互コンダクタンス
	4thQ
		9週	金属―半導体接触とショットキー障壁
		10週	金属―半導体接触のオーミック接触
		11週	ＭＩＳ　ＦＥＴ構造ゲートの動作
		12週	ＭＩＳ　ＦＥＴ構造ゲートの反転層の解析
		13週	光導電効果と光起電力効果
		14週	発光デバイス
		15週	期末試験
		16週	期末試験の解答・解説　最新の半導体の紹介

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	400	100	0	0	0	0	500
基礎的能力	200	50	0	0	0	0	250
専門的能力	200	50	0	0	0	0	250
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0