電子回路

科目基礎情報

学校 鳥羽商船高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 電子回路
科目番号 0047 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 制御情報工学科 対象学年 3
開設期 後期 週時間数 4
教科書/教材 よくわかる電子回路の基礎 (電気書院)
担当教員 北原 司

到達目標

1. ダイオード、トランジスタの基本動作を理解し、等価回路を説明できる。
2. 増幅回路の基礎を理解し、動作量などを計算できる。
3. 演算増幅器の基本動作を理解し、増幅回路などを説明できる。

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ダイオード、トランジスタの基本動作を理解し、等価回路を説明できる。 ダイオード、トランジスタの基本動作や等価回路の概要を説明できる ダイオード、トランジスタの基本動作や等価回路を説明できない。
評価項目2増幅回路の基礎を理解し、動作量などを計算できる。 増幅回路の概要を説明できる。 増幅回路の基礎や動作量などを計算できない。
評価項目3演算増幅器の基本動作を理解し、増幅回路を具体的に挙げて説明できる。 演算増幅器、増幅回路などの概要を説明できる。 演算増幅器の基本動作や増幅回路などを説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B2) 説明 閉じる
学習・教育到達度目標  (B3) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
ダイオード、トランジスタ、演算増幅器の基本動作と増幅回路の基本事項を理解することを目標とする。
授業の進め方・方法:
・ 授業は理解度を確認するため、講義+演習で行う、講義中は集中して聴講すること。
・ 単元ごとに 実験を行うので、実際の機器・素子の取り扱いを理解すること。
・ 適宜レポート課題を課すので、期限に遅れず提出すること。
注意点:
・ 電気電子基礎、電気電子工学の知識を必須とする。
・ 基礎数学の微分・積分は、電子回路では特に重要である。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンス
電子デバイス(1)
電気電子工学の復習として、直流回路の基本問題が解ける
電子の性質、原子の構造、固体の構造が理解できる。金属の電気的性質、半導体のエネルギーバンド図が説明できる。
2週 電子デバイス(2) 半導体デバイス(ダイオード、トランジスタ)の基本事項が説明できる。
3週 電子デバイス(3) 半導体デバイス(FET、IC)の基本事項が説明できる。
4週 トランジスタ増幅回路(1) トランジスタのバイアス回路が説明できる。
5週 トランジスタ増幅回路(2) トランジスタの等価回路が図示できる。
エミッタ接地増幅回路の増幅度が計算できる。
6週 トランジスタ増幅回路(3) エミッタ接地増幅回路の遮断周波数が計算できる。
トランジスタ負帰還増幅回路をトランジスタ等価回路で図示でき、負帰還により増幅回路の周波数特性が向上することが説明できる。
7週 各種増幅回路(1) FETのバイアス回路が説明できる。
増幅回路を結合する代表的な方法が説明できる。
8週 前期中間試験
4thQ
9週 試験解答・返却
各種増幅回路(2)
複数のトランジスタを接続したダーリントン回路やカレントミラー回路が説明できる。
10週 各種増幅回路(3) 電力増幅用トランジスタの動作特性が説明できる。
A級電力増幅回路とB級電力増幅回路の違いが説明できる。
11週 演算増幅器(1) オペアンプの特性が説明できる。
オペアンプの基礎回路(反転増幅回路と非反転増幅回路)の動作が数式で説明できる。
12週 演算増幅器(2) オペアンプの応用回路(電圧ホロワ回路とバンドパスフィルタ回路)の動作が数式で説明できる。
13週 発振回路 発振の仕組み、RC位相発振回路の計算法、入出力間で位相進みと位相遅れの関係が説明できる。
LC発振回路の発振条件を理解し、ハートレー発振回路やコルピッツ発振回路の周波数が計算できる。
14週 電源回路 電源回路の構成が説明できる。
15週 定期試験
16週 試験返却・解答

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
基礎的能力数学数学数学整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。3
因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。3
分数式の加減乗除の計算ができる。3
実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。3
平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。3
簡単な連立方程式を解くことができる。3
角を弧度法で表現することができる。3
自然科学物理電気導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。3
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。3
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。3
化学(一般)化学(一般)原子の電子配置について電子殻を用い書き表すことができる。3
価電子の働きについて説明できる。3
工学基礎工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。3
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。3
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。3
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。3
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。3
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。3
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。3
専門的能力分野別の専門工学電気・電子系分野電気回路電荷と電流、電圧を説明できる。3
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。3
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。3
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。3
ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。3
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。3
正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。3
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。3
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。3
R、L、C素子における正弦波電圧と電流の関係を説明できる。3
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。3
合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて、交流回路の計算ができる。3
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。3
電磁気電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。2
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。2
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。2
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。2
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。2
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。3
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。3
静電エネルギーを説明できる。2
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。2
電子回路ダイオードの特徴を説明できる。3
バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。3
FETの特徴と等価回路を説明できる。3
利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。3
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。3
演算増幅器の特性を説明できる。3
演算増幅器を用いた基本的な回路の動作を説明できる。3
発振回路の特性、動作原理を説明できる。3
変調・復調回路の特性、動作原理を説明できる。3
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。3
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。3
パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。3
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。2
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。3
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。3
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。3
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。3
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。3
計測計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。2
精度と誤差を理解し、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理が行える。2
SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。2
指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。3
倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。3
A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。2
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。2
ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。2
オシロスコープの動作原理を説明できる。3
情報系分野その他の学習内容オームの法則、キルヒホッフの法則を利用し、直流回路の計算を行うことができる。3
トランジスタなど、ディジタルシステムで利用される半導体素子の基本的な特徴について説明できる。3
分野別の工学実験・実習能力電気・電子系分野【実験・実習能力】電気・電子系【実験実習】電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。4
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。3
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。3
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。4
インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。3
増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。4
ダイオードの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。4
トランジスタの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。4
分野横断的能力態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。1
自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。1
目標の実現に向けて計画ができる。1
目標の実現に向けて自らを律して行動できる。1
日常の生活における時間管理、健康管理、金銭管理などができる。1
社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。1
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。1
チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。1
当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。1
チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。1
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。1
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。1
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている1

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50000500100
基礎的能力0000000
専門的能力5000040090
分野横断的能力000010010