到達目標
①ｐｎ接合（ダイオード）のエネルギー帯構造を理解し、整流特性について説明できる。
②バイポーラトランジスタのエネルギー帯構造を理解し、その静特性を説明できる。
③接合型電界効果トランジスタの構造を理解し、その動作を説明できる。
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 | 最低限の到達レベルの目安（可） | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 整流特性とを説明でき、拡散電位と逆方向飽和電流を求め、整流特性との関係を説明できる。 | 空乏層とエネルギー帯構造の特徴を用いて、整流特性を説明できる。 | ｐｎ接合（ダイオード）の空乏層の形成を説明できる。 | ｐｎ接合（ダイオード）の空乏層の形成を説明できない。 |
| 評価項目2 | エネルギー帯構造と関連付けて、活性領域と飽和領域の違いを説明できる。 | エネルギー帯構造と関連付けて、バイポーラトランジスタの静特性を説明できる。 | バイポーラトランジスタの構造とその静特性を説明できる。 | バイポーラトランジスタの構造とその静特性を説明できない。 |
| 評価項目3 | 接合型電界効果トランジスタの静特性とピンチオフ電圧、相互コンダクタンスの関係を説明できる。 | 接合型電界効果トランジスタの静特性とピンチオフ電圧の関係を説明できる。 | 接合型電界効果トランジスタの構造とその動作を説明できる。 | 接合型電界効果トランジスタの動作を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
第４学期開講
この授業ではデバイスの基本構造となるpn接合について考えます。この構造は発光ダイオードや太陽電池にも応用されます。さらに、構造を複雑化させた２種類のトランジスタについて考えます。主にデバイスの動作原理を理解することに重きを置きますが、実験実習とリンクして、初歩的なデバイスの扱い方も学びます。実験実習ではライントレーサーを作製しますので、その回路原理が説明できるようになってもらいたいです。
授業の進め方・方法:
補助プリント及び演習問題を補助教材として授業を進めます。
注意点:
化学、物理の知識が重要です。必要に応じて復習してください。
予習および復習をすることを心掛けてください。学習成果をレポートで確認しますが、必ず自分の力で解決するように努めてください。学習成果の評価には本試験の得点を加味します。
クラス全体の到達度が低い場合を除いて、再試験は実施しません。実施する場合は、本試験の得点を加味します。
授業中の携帯等、不必要な物の使用は禁止します。発見した場合は没収します。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ｐｎ接合とダイオード① |
ｐｎ接合の構造及びエネルギーバンドについて説明できる。
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| 2週 |
ｐｎ接合とダイオード② |
pn接合を用いたダイオードの総合的な電圧－電流特性について説明できる。
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| 3週 |
ｐｎ接合とダイオード③ |
拡散電位と過剰少数キャリヤの拡散による電流について説明できる。
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| 4週 |
ｐｎ接合とダイオード④ |
整流特性と図式解析法について説明できる。
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| 5週 |
発光ダイオード |
半導体の発光現象と発光ダイオードについて説明できる。
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| 6週 |
太陽電池 |
太陽電池の光起電力効果について説明できる。
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| 7週 |
バイポーラトランジスタ① |
トランジスタの構造とエネルギーバンド図について説明できる。
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| 8週 |
バイポーラトランジスタ② |
トランジスタにおけるキャリヤの流れ及び静特性について説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
バイポーラトランジスタ③ |
スイッチング動作と飽和領域の関係について説明できる。
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| 10週 |
バイポーラトランジスタ④ |
図式解析法を用いた電圧・電流の算出方法について説明できる。
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| 11週 |
接合形FET① |
接合形FETの動作原理について定性的に説明できる。
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| 12週 |
接合形FET② |
静特性および相互コンダクタンスについて説明できる。
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| 13週 |
フォトダイオード |
フォトダイオードの特徴とその応用性について説明できる。
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| 14週 |
まとめ |
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
試験返却 |
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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 | 電子工学 | 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 | |
| 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 | |
| 電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 知識の基本的な理解 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 60 |
| 思考・推論・創造への 適用力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 35 |
| 汎用的技能 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 態度・志向性(人間力) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 5 |
| 総合的な学習経験と 創造的思考力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |