到達目標
学習目的：制御機器，コンピュータシステム等の電子機器に多用されている光デバイスを含む主な電子デバイスの原理と特性について理解すること。
到達目標：
１．電子物性の基礎を理解し，半導体の基本的な性質を説明できる。
２．pn接合の性質を理解し，ダイオードやバイポーラトランジスタの原理・特性を説明できる。
３．電界効果トランジスタの原理・特性を説明できる。
４．代表的な光半導体デバイスおよびパワー半導体デバイスの原理・特性を説明できる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可
| 不可 |
| 評価項目1 | 電子物性の基礎を理解し，半導体の基本的な性質を説明できる。 | 電子物性の基礎を理解し，半導体の基本的な性質を説明できる。 | 電子物性の基礎を理解し，半導体のとくに基本的な性質を説明できる。 | 半導体の基本的な性質を説明できない。 |
| 評価項目2 | pn接合の性質を理解し，ダイオードやバイポーラトランジスタの原理・特性を説明できる。 | pn接合の性質を理解し，ダイオードやバイポーラトランジスタの基本的な原理・特性を説明できる。 | pn接合の性質を理解し，ダイオードやバイポーラトランジスタのとくに基本的な原理・特性を説明できる。 | ダイオードやバイポーラトランジスタの原理・特性を簡単に説明できない。 |
| 評価項目3 | 電界効果トランジスタの原理・特性を説明できる。 | 電界効果トランジスタの基本的な原理・特性を説明できる。 | 電界効果トランジスタのとくに基本的な原理・特性を説明できる。 | 電界効果トランジスタの原理・特性を説明できない。 |
| 評価項目4 | 代表的な光半導体デバイスおよびパワー半導体デバイスの原理・特性を説明できる。 | 代表的な光半導体デバイスおよびパワー半導体デバイスの基本的な原理・特性を説明できる。 | 代表的な光半導体デバイスおよびパワー半導体デバイスのとくに基本的な原理・特性を説明できる。 | 代表的な光半導体デバイスおよびパワー半導体デバイスの原理・特性を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別：専門・情報と計測・制御
必修・履修・履修選択・選択の別：必修
基礎となる学問分野：工学／電気電子工学／電子デバイス・電子機器
学科学習目標との関連：電子制御工学科学習目標（２）「情報と計測・制御，設計と生産・管理，材料と構造，機械とシステム，運動と振動，エネルギーと流れに関する専門技術分野の知識を修得し，工学問題の解析やメカトロニクス関連機器の設計や製作ができる能力を身につける」に相当する科目である。
技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（A）技術に関する基礎知識の深化，「A-1」：工学に関する基礎知識として，自然科学の幅広い分野の知識を修得し，説明できること」であるが，付随的には「A-2」にも関与する。本科目は大学相当の内容を含む科目で，技術者教育プログラム履修認定に関係する。
授業の概要：電子機器は電子デバイスにより構成されている。したがって，電子機器を製作あるいは利用する技術者にとって，これを理解することが必須であるとの観点で，電子デバイスの原理と特性について講義する。
授業の進め方・方法:
授業の方法：教科書および配付資料に基づき講義する。また，適宜，小テストや宿題を課す。
配付資料は事前にwebで配布し，それをスクリーンに投影しながら説明する。
成績評価方法：４回の定期試験の結果をそれぞれ同等に評価する。成績の評価は，定期試験：７０％，小テスト・レポート等：３０％とする。各定期試験の結果が６０点未満の者は，理解度の再確認により６０点を上限として定期試験の評価を変更する場合がある。
注意点:
履修上の注意：必修科目であるため，学年の課程修了のために履修（欠課時数が授業時間数の3分の1以下）が必須である。
履修のアドバイス：「電子回路」（４年）や「センサ工学」（５年）の基本となる科目であり，本科目を習得することにより上記科目の学修が容易になる。
基礎科目：物理Ⅰ（１年），電気基礎Ⅰ（１），物理Ⅱ（２），電気基礎Ⅱ（２）
関連科目：電気回路（３年），電子回路（４），電気磁気学（４），電子制御演習（４），センサ工学（５），パワーエレクトロニクス（５）
受講上のアドバイス：事前に配布する資料を自分でダウンロード・印刷し，必ず持参すること。
授業冒頭の出席確認時に不在の場合，遅刻とする。
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 |
ガイダンス，ボーアの原子モデル |
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| 2週 |
殻構造，電子配置 |
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| 3週 |
いろいろな結合形式と結晶 |
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| 4週 |
エネルギー準位 |
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| 5週 |
エネルギー帯 |
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| 6週 |
物質の電気的特性 |
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| 7週 |
半導体のキャリヤ［真性半導体］ |
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| 8週 |
（前期中間試験） |
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の答案返却と解説 |
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| 10週 |
半導体のキャリヤ［外因性半導体］ |
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| 11週 |
キャリヤ密度とフェルミ準位 |
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| 12週 |
半導体のフェルミ準位 |
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| 13週 |
半導体の電気伝導［ドリフト電流］ |
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| 14週 |
半導体の電気伝導［拡散電流，キャリヤ連続の式］ |
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| 15週 |
前期末試験の答案返却と解説 |
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
pn接合の性質 |
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| 2週 |
pn接合ダイオード |
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| 3週 |
バイポーラトランジスタ［動作原理］ |
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| 4週 |
バイポーラトランジスタ［基本特性，増幅率，接地回路］ |
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| 5週 |
MESFETの動作原理 |
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| 6週 |
MISFET［MOSゲートの動作］ |
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| 7週 |
MISFET［動作原理と基本特性］ |
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| 8週 |
（後期中間試験） |
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の答案返却と解説 |
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| 10週 |
光半導体デバイス［光の性質，光導電効果］ |
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| 11週 |
光半導体デバイス［光起電力効果，太陽電池］ |
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| 12週 |
光半導体デバイス［太陽電池の特性］ |
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| 13週 |
光半導体デバイス［半導体の発光現象，LED］ |
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| 14週 |
パワー半導体デバイス |
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| 15週 |
後期末試験の答案返却と解説 |
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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 | 自己評価 | 課題 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |