高電圧工学

科目基礎情報

学校	鈴鹿工業高等専門学校	開講年度	平成28年度 (2016年度)
授業科目	高電圧工学
科目番号	0023	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	電気電子工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	「基礎高電圧工学」○○書店
担当教員	辻 琢人

到達目標

半導体物性・半導体デバイスの基礎となる物理法則及び現象を理解する．それを基にして，pn接合及びバイポーラトランジスタの動作原理を説明できる．
pn接合及びバイポーラトランジスタの電気的特性を説明できる.

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	半導体物性・半導体デバイスの基礎となる物理法則及び現象を説明できる	半導体物性・半導体デバイスの基礎となる物理法則及び現象を理解する	半導体物性・半導体デバイスの基礎となる物理法則及び現象を理解できない
評価項目2	pn接合及びバイポーラトランジスタの動作原理を説明できる	pn接合及びバイポーラトランジスタの動作原理を理解する	pn接合及びバイポーラトランジスタの動作原理を理解できない
評価項目3	pn接合及びバイポーラトランジスタの電気的特性を説明できる	pn接合及びバイポーラトランジスタの電気的特性を理解する	pn接合及びバイポーラトランジスタの動作原理を理解できない

教育方法等

概要:

半導体工学は現在の工学分野においてあらゆるところで非常に重要な位置づけとなっている学問分野である．この授業では主として半導体中での電子の振る舞いを中心とした電子工学の考え方を理解し，それを基にしてpn接合ダイオード及びバイポーラトランジスタの動作および特性について理解することを目標とする．

授業の進め方・方法:

・授業は講義形式で行う．講義中は集中して聴講する．
・必要に応じてレポート課題などを課すので，期限に遅れずに提出する．

注意点:

・単に数式を追うのではなく，「電子物性基礎」の授業内容とともに，その背景にある物理的意味を十分理解することが重要である．本教科は，後に学習する電気電子材料，電子デバイス工学の基礎となる教科である．
・微分積分，古典力学，波動，電気磁気学および現代物理学の基礎的な考え方を理解していること．また，3年の「電子物性基礎」における半導体物性の基礎に関して十分に理解している必要がある．本教科は，電子物性基礎の学習が基礎となる教科である．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	バンド構造，フェルミ・ディラックの分布関数	半導体のバンド構造，フェルミ・ディラックの分布関数が説明できる
		2週	状態密度関数，キャリア濃度	状態密度関数，キャリア濃度が説明できる
		3週	伝導帯の電子濃度分布，価電子帯の正孔濃度分布	電子濃度分布，正孔濃度分布が説明できる
		4週	フェルミ準位の温度依存性，ドリフト電流	フェルミ準位の温度依存性，ドリフト電流が説明できる
		5週	ドリフト電流，拡散電流	ドリフト電流，拡散電流が説明できる
		6週	少数キャリア連続の式	少数キャリア連続の式が説明できる
		7週	pn接合のバンド図，pn接合のI-V特性の定性的な説明	pn接合のバンド図を使ってpn接合のI-V特性の定性的な説明ができる
		8週	pn接合のI-V特性の定量的な解説	pn接合のI-V特性の定量的な導出が理解できる
	2ndQ
		9週	後期中間試験
		10週	試験返却・解説
		11週	注入された少数キャリアの振るまい，降伏現象	注入された少数キャリアの振るまい，降伏現象が説明できる
		12週	空乏層の電位分布，空乏層容量	空乏層の電位分布，空乏層容量が説明できる
		13週	npnバイポーラトランジスタ	npnバイポーラトランジスタのバンド図を使って動作原理を説明できる
		14週	ベース接地電流増幅率，エミッタ注入効率，ベース輸送効率，固有コレクタ効率	ベース接地電流増幅率，エミッタ注入効率，ベース輸送効率，固有コレクタ効率が説明できる
		15週	理想係数の導出	理想係数の導出ができる
		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
基礎的能力	10	0	0	0	0	0	10
専門的能力	90	0	0	0	0	0	90
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0