到達目標
(1) 電子回路シミュレータの使用法を習得し、基本的な電気・電子回路の解析ができる。
(2) 基本的なアナログ電子回路の動作原理を理解し、説明ができる。
(3) オペアンプを用いた基本的な電子回路の動作原理を理解し、シミュレーション・解析ができる。
(4) オペアンプを用いた電子回路の応用および設計ができる。
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 | 電子回路シミュレータの使用法を習得し、基本的な電気・電子回路の解析ができる | 電子回路シミュレータの使用法を習得し、基本的な電気・電子回路の解析がある程度できる | 電子回路シミュレータの使用法を習得や基本的な電気・電子回路の解析ができない |
| 評価項目2 | 基本的なアナログ電子回路の動作原理を理解し、説明ができる。 | 基本的なアナログ電子回路の動作原理を理解し、説明がある程度できる。 | 基本的なアナログ電子回路の動作原理を理解、説明ができない。 |
| 評価項目3 | オペアンプを用いた基本的な電子回路の動作原理を理解し、シミュレーション・解析ができる。 | オペアンプを用いた基本的な電子回路の動作原理を理解し、シミュレーション・解析がある程度できる。 | オペアンプを用いた基本的な電子回路の動作原理を理解、シミュレーション・解析ができない。 |
| 評価項目4 | オペアンプを用いた電子回路の応用および設計ができる。 | オペアンプを用いた電子回路の応用および設計がある程度できる。 | オペアンプを用いた電子回路の応用および設計ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-4
説明
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JABEE d1
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教育方法等
概要:
電子回路・集積回路設計には電子回路シミュレータが近年よく利用されている。この講義ではシミュレータSPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) の１種PSpiceを用いる。使用法の習得を通じて、基本的な電気・電子回路の動作原理や特性の理解を深める。またシミュレーションの理論特性と比較することで、現実の回路特有の特性などを理解する。これにより、本講義では基本的な電子回路の設計・測定技術を総合的に学ぶ。
授業の進め方・方法:
各自で回路設計・シミュレーションが行えるように、1人1台のパソコンを使用しながら授業を進める。シミュレータなどの使用法を習得するだけでは、新たな回路を設計することは難しいと考えられる。そのため基本的な回路の動作原理を理解したうえで、回路のシミュレーション・設計を行う。その上で理論とシミュレーション結果の比較、検討、考察をすることが大切である。またほぼ毎回にわたりシミュレータを用いた演習を行う。
注意点:
質問は、授業終了後、放課後等、オフィスアワーを設けず随時受け付ける。質問などがある学生は来室のこと。講義と演習を通じて、電子回路設計に必要な知識・技術の習得度及び到達目標の達成度を評価する。成績は定期試験（50%）、課題レポート(20%)、課題・演習等(30%)により評価する。なお、シミュレータを用いた演習や設計に評価の重点を置くためにレポート・演習等の配分を多くしてある。原則として試験の再試は行わない。
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 |
授業ガイダンス・SPICEの概要 |
SPICEの概要について理解できる
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| 2週 |
SPICEの構成および使用法、ネットリストの概要と演習 |
SPICEの構成および使用法、ネットリストについて理解できる
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| 3週 |
バイアスポイント解析と演習 |
バイアスポイント解析とその演習ができる
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| 4週 |
DC解析の概要と演習 |
DC解析のシミュレーション演習ができる。
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| 5週 |
AC解析の概要 |
AC解析の概要と簡単なシミュレーションができる。
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| 6週 |
AC解析に関する演習 |
AC解析のシミュレーション演習ができる。
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| 7週 |
Transient解析の概要と演習 |
Transient解析の概要が理解でき、シミュレーションができる
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| 8週 |
基本回路の設計に関する課題演習 |
基本回路の設計に関する課題演習ができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
ダイオードを用いた電子回路の特性とその演習 |
ダイオードを用いた電子回路の特性とシミュレーションができる
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| 10週 |
ダイオードを用いた電子回路の特性とその演習 |
ダイオードを用いた各種応用回路のシミュレーション演習ができる
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| 11週 |
バイポーラトランジスタの特性とバイアス回路、その演習 |
バイポーラトランジスタのバイアス回路に関する演習と設計ができる
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| 12週 |
トランジスタ基本増幅回路に関する演習 |
トランジスタ基本増幅回路に関するシミュレーションができる
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| 13週 |
各種演習問題 |
これまでの内容の理解・演習などができる
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| 14週 |
各種演習問題 |
これまでの内容の理解・演習などができる
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| 15週 |
前期末試験 |
これまでの内容の理解ができている
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| 16週 |
前期内容のまとめ |
これまでの内容の理解・演習ができている
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
トランジスタ基本増幅回路に関する演習 |
トランジスタ基本増幅回路に関するシミュレーションと設計ができる
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| 2週 |
FET特性とFETバイアス回路に関する演習と設計 |
FET特性についての理解とFETバイアス回路の理解が出来る
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| 3週 |
FET特性とFET増幅回路に関する演習と設計 |
FET増幅回路に関するシミュレーション演習ができる
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| 4週 |
パラメトリック解析の概要とその演習 |
パラメトリック解析の理解とシミュレーションができる
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| 5週 |
モンテカルロ解析の概要とその演習 |
モンテカルロ解析の理解とシミュレーションができる
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| 6週 |
オペアンプの基本特性と使い方の演習 |
オペアンプの基本特性の理解と使い方ができる
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| 7週 |
オペアンプを用いた基本回路の演習と設計 |
反転増幅回路の演習と設計ができる
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| 8週 |
アナログ電子回路設計に関する課題演習 |
各種アナログ電子回路設計に関する設計の課題演習ができる
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| 4thQ |
| 9週 |
オペアンプを用いた基本回路の演習と設計 |
加算回路の演習と設計ができる
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| 10週 |
オペアンプを用いた応用回路の演習と設計 |
フィルタ回路の理解と演習・設計ができる
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| 11週 |
オペアンプを用いた応用回路の演習と設計 |
フィルタ回路の理解と演習・設計ができる
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| 12週 |
オペアンプを用いた応用回路の演習と設計 |
フィルタ回路の理解と演習・設計ができる
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| 13週 |
オペアンプを用いた応用回路の演習と設計 |
発振回路の理解と演習・設計ができる
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| 14週 |
後期内容のまとめ |
これまでの内容の理解が出来ている
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| 15週 |
後期末試験 |
これまでの内容の理解が出来ている
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| 16週 |
まとめ |
これまでの内容の理解が出来ている
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 3 | 前9,前10,前14 |
| 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 | 前11,前12,前13,前14 |
| FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | 後2,後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 | 前12,前14,後1,後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 | 前11,前14,後2 |
| 演算増幅器の特性を説明できる。 | 3 | 後6,後7,後8,後9 |
| 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 | 後7,後8,後9,後10,後11,後12 |
| 発振回路の特性、動作原理を説明できる。 | 3 | 後13 |
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 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |