到達目標
1.半導体動作の基本となる量子論について理解する。
2.帯理論の基礎とその意味を理解する。
3.半導体中で電気伝導となる電子や正孔の数を表現する統計力学に基づく状態密度などを理解する。
4.全てのデバイスの基礎となるp-n接合の基本を理解し、その特性が計算できるようにする。
5.MOSトランジスタトランジスタやBipトランジスタの構造と動作を理解する。
6.CMOSデバイスデバイスの構造や製造方法を学ぶ。
7.演習を通じてCMOSデバイス関連の設計や動作解析を通じて、デバイス動作の基本を理解する。
8.発光素子や受講素子の構造と動作を学び、半導体に対する理解を深める。
9.CCDデバイスの動作や基本特性を学び、アナログ回路に対する理解を深める。
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 | 半導体動作の基本となる量子論，帯理論の基礎とその意味について適切に理解できる | 半導体動作の基本となる量子論，帯理論の基礎とその意味について理解できる | 半導体動作の基本となる量子論，帯理論の基礎とその意味について理解できない |
| 評価項目2 | 全てのデバイスの基礎となるp-n接合の基本を理解し、その特性が適切に計算できる | 全てのデバイスの基礎となるp-n接合の基本を理解し、その特性が計算できる | 全てのデバイスの基礎となるp-n接合の基本を理解し、その特性が計算できない |
| 評価項目3 | 演習を通じてCMOSデバイス関連の設計や動作解析を通じて、デバイス動作の基本を適切に理解できる | 演習を通じてCMOSデバイス関連の設計や動作解析を通じて、デバイス動作の基本を理解できる | 演習を通じてCMOSデバイス関連の設計や動作解析を通じて、デバイス動作の基本を理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
半導体の動作原理や回路技術の基礎を学ぶ。電子産業で利用されるデバイスや回路技術などを織り交ぜながら電子工学を習得する
授業の進め方・方法:
講義を基本として行う。また講義中に演習問題の実施や小テストを実施する．
注意点:
理解出来ない点や質問等があれば，適宜指導教員に質問し，講義内容を完全に理解すること。この科目は，電気情報工学科の卒業生として，必ず理解していなければならない専門科目である。分からない所は，その日の内に質問するように。
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 |
半導体工学基礎 |
量子論入門
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| 2週 |
半導体工学基礎 |
固体の帯理論
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| 3週 |
半導体工学基礎 |
統計力学の基礎
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| 4週 |
半導体工学基礎 |
半導体の電導機構
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| 5週 |
p-n接合 |
電圧-電流特性
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| 6週 |
p-n接合 |
接合容量
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
Bipトランジスタ |
構造と動作
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| 2ndQ |
| 9週 |
Bipトランジスタ |
特性と応用回路
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| 10週 |
金属－半導体接合 |
帯理論の復習と動作の理解
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| 11週 |
MOSトランジスタ |
構造と動作
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| 12週 |
MOSトランジスタ |
バンド構造と電気的特性
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| 13週 |
MOSトランジスタ |
基本特性と回路の動作
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| 14週 |
MOSトランジスタ |
基本特性と回路の動作
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| 15週 |
答案返却・解答説明 |
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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 |
| 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。 | 4 | 前5,前6 |
| 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。 | 4 | 前8,前9 |
| FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 4 | 前14 |
| 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9 |
| 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9 |
| 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。 | 4 | 前2 |
| 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 | 前1 |
| 原子の構造を説明できる。 | 4 | 前2 |
| パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前3 |
| 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 | 前4 |
| 真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 4 | 前4 |
| 半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 4 | 前4 |
| 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。 | 4 | 前5,前6 |
| 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。 | 4 | 前8,前9 |
| 電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 4 | 前11,前12,前13,前14 |
評価割合
| 試験 | 演習 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 0 | 0 | 10 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |
| 専門的能力 | 60 | 20 | 0 | 0 | 10 | 0 | 90 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |