到達目標
1.半導体におけるバンドギャップの概念とキャリアの挙動,pn接合について,基本特性をについて解析できる.
2.バイポーラトランジスタとMIS FET,それらを用いた回路について,動作原理と基本特性を解析できる.
3.修得した専門知識を,環境エネルギー工学,新機能材料工学,医療福祉機器開発工学などの複合・融合領域の課題に応用できる.(C1-4)
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 |
1.半導体におけるバンドギャップの概念とキャリアの挙動,pn接合について,基本特性をについて解析できる. | □半導体におけるバンドギャップの概念とキャリアの挙動,pn接合についてわかりやすく正確に解析できる. | □半導体におけるバンドギャップの概念とキャリアの挙動,pn接合について解析できる. | □半導体におけるバンドギャップの概念とキャリアの挙動,pn接合について解析できない. |
2.バイポーラトランジスタとMIS FET,それらを用いた回路について,動作原理と基本特性を解析できる. | □バイポーラトランジスタとMIS FET,それらを用いた回路について,動作原理と基本特性を正確に説明できる | □バイポーラトランジスタとMIS FET,それらを用いた回路について,動作原理と基本特性を解析できる | □バイポーラトランジスタとMIS FET,それらを用いた回路について,動作原理と基本特性を解析できない. |
3.修得した専門知識を新機能材料工学などの複合・融合領域の課題に応用できる.(C1-4) | □修得した専門知識を新機能材料工学などの複合・融合領域の課題に例を挙げて詳細に応用できる. | □修得した専門知識を新機能材料工学などの複合・融合領域の課題に応用できる. | □修得した専門知識を新機能材料工学などの複合・融合領域の課題に応用できない. |
学科の到達目標項目との関係
【プログラム学習・教育目標 】 C
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実践指針 (C1)
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実践指針のレベル (C1-4)
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教育方法等
概要:
エレクトロニクスの根幹をなす電子デバイスについて,半導体デバイスに主眼を置き,その物理的な原理やデバイスの構造と特性について学修する.半導体の物理、pn接合,バイポーラトランジスタ,電界効果トランジスタといった基本的な内容と,光電デバイスやパワーデバイスをとりあげる.この科目は企業で半導体レーザの開発を担当していた教員が,その経験を活かし,半導体の基礎,特性,各種デバイス等について講義形式で授業を行うものである.
授業の進め方・方法:
教科書に沿って講義する.関系する資料を配布やし関連する部品などを回覧する.100点満点の試験を1回実施し,その結果を評価点とする.
注意点:
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 |
授業概要と,目標,計画,評価基準の説明 |
授業概要を理解できる.
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2週 |
電子と結晶 |
価電子と結晶.結晶と結合形式.結晶の単位胞と方位について説明できる.
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3週 |
エネルギーバンド |
電子と結晶,エネルギー準位,エネルギーバンドの形成について説明できる.
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4週 |
半導体のキャリア |
真性半導体と外因性半導体のキャリア,n型とp型半導体キャリアについて計算できる.
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5週 |
フェルミ準位 |
キャリア密度とフェルミ準位,多数キャリアと少数キャリアについて計算できる.
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6週 |
半導体の電気伝導 |
ドリフト電流と拡散電流,キャリア連続の式について計算できる.
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7週 |
pn接合 |
pn接合とダイオードの動作原理,電圧‐電流特性,実際の構造について説明できる.
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8週 |
ダイオード |
空乏層について説明でき,接合容量を計算できる.
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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,電流増幅率について説明できる.
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10週 |
金属‐半導体接触 |
ショットキーバリアとオーミック接触を説明できる.
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11週 |
MESFET |
MESFETの構造と動作原理について説明できる.
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12週 |
MISFET |
MISFETの動作原理と特性,MOSFETの実際について説明できる.
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13週 |
集積回路 |
IC構造の構成と実際,MOS論理回路,RAMとROM,フラッシュメモリについて説明できる.
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14週 |
光半導体デバイス |
光電効果,ホトダイオードと太陽電池,発光デバイスについて説明できる.
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15週 |
パワーデバイス |
パワーデバイスについて説明できる.
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16週 |
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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 |
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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
1.半導体におけるバンドギャップの概念とキャリアの挙動,pn接合について,基本特性をについて解析できる. | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
2.バイポーラトランジスタとMIS FET,それらを用いた回路について,動作原理と基本特性を解析できる. | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
3.修得した専門知識を新機能材料工学などの複合・融合領域の課題に応用できる.(C1-4) | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |