電子デバイス

科目基礎情報

学校	沼津工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	電子デバイス
科目番号	2024-739	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	新機能材料工学コース	対象学年	専2
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	古川静二郎，荻野陽一郎，浅野種正共著，「電子デバイス工学」[第2版]，森北出版
担当教員	大津 孝佳

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 （工学的な解析・分析力及びこれらを創造的に統合する能力）

実践指針 （C1） （機械工学、電気電子工学、情報工学、応用化学、生物工学、材料工学などの専門的技術を身につけ、これらの技術を複合的に活用して、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等の分野に創造的に応用することができる）

実践指針のレベル （C1-4） （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・融合領域の課題に創造的に応用できる）

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:

この科目は学修単位科目であり、１単位あたり15時間の対面授業を実施します。併せて１単位あたり30時間の事前学習・事後学習が必要となります。

授業計画

		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．
		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．
		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．
		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．
		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．
		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．
		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．
		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．
	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．
		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．
		11週	MESFET	MESFETの構造と動作原理について説明できる．
		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．
		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．
		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．
		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．
		16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