半導体電子工学

科目基礎情報

学校	阿南工業高等専門学校	開講年度	平成26年度 (2014年度)
授業科目	半導体電子工学
科目番号	0045	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（平成25年度以前入学生）	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	半導体工学（森北出版）/半導体デバイス（コロナ社）
担当教員	正木 和夫

到達目標

1．真性半導体中のキャリヤ濃度を導出できること。
2．半導体の磁気効果であるホール効果を説明できること。
3．ドリフト・ディフージョンモデルによる電流機構と少数キャリヤの連続の方程式を説明できること。
4．PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明できること。
5．接合トランジスタの増幅特性と基本特性をエネルギーバンド図を用いて説明できること。

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	真性半導体のエネルギーバンド図が理解でき、キャリア濃度を導出できる。	真性半導体のエネルギーバンド図が説明できる。	真性半導体のエネルギーバンド図が説明できない。
評価項目2	半導体の磁気効果が説明でき、P型、N型の判定ができ、キャリヤ密度および移動度が計算できる。	半導体の磁気効果が説明でき、P型、N型の判定ができる。	半導体の磁気効果が説明できない。
評価項目3	ドリフト・ディフージョンモデルによる電流機構が説明でき、キャリヤの連続の方程式を導出できる。	ドリフト・ディフージョンモデルによる電流機構が説明できる。	半導体の電流機構が説明できず、連続の布袋指揮も説明できない。
評価項目4	PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明でき、整流特性を導出できる。	PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明できる。	PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明できない。
評価項目5	接合トランジスタの増幅特性と基本特性をエネルギーバンド図を用いて説明できること。	接合トランジスタの基本特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。	接合トランジスタの基本特性をエネルギーバンド図を用いて説明できない。

教育方法等

概要:

　本講義は半導体研究の歴史を述べ、半導体のキャリヤは電子と正孔の2種類があり、このキャリヤ密度の導出方法を説明し、N型、P型、キャリヤ密度およびキャリヤ移動度の測定できるホール効果を講義する。キャリヤの伝導機構であるドリフト・ディフージョンモデルと少数キャリヤの連続の方程式を説明し、エネルギーバンド図を用いてPNダイオードの電圧ー電流特性（整流作用）、および接合トランジスタの増幅特性と基本特性を講義することを目的とする。

授業の進め方・方法:

注意点:

　基本的な電気磁気学を理解し、電気・電子材料工学の講義で結晶の性質およびバンド理論を良く理解しておくこと。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	半導体の歴史	抵抗の負の温度係数、鉱石検波器の整流作用を説明できる。
		2週	キャリヤ濃度の温度特性	真性キャリヤ濃度の導出ができる。 外因性半導体のキャリヤ濃度の温度依存性が説明できる。
		3週	キャリヤ濃度の温度特性	真性キャリヤ濃度の導出ができる。 外因性半導体のキャリヤ濃度の温度依存性が説明できる。
		4週	半導体の磁気効果	ホール効果法が説明でき、各種パラメータが計算できる。
		5週	ドリフト・ディフージョンモデルによる電流機構	ドリフト・ディフージョンモデルによる電流機構が説明できる。
		6週	ドリフト・ディフージョンモデルによる電流機構	ドリフト・ディフージョンモデルによる電流機構が説明できる。
		7週	少数キャリヤの連続の方程式	過剰少数キャリヤの連続の方程式を導出できる。
		8週	【後期中間試験】
	4thQ
		9週	ダイオードの整流特性	PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 PNダイオードの電圧ー電流特性を導出できる。 PNダイオードの空乏層の容量値を導出できる。
		10週	ダイオードの整流特性	PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 PNダイオードの電圧ー電流特性を導出できる。 PNダイオードの空乏層の容量値を導出できる。
		11週	ダイオードの整流特性	PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 PNダイオードの電圧ー電流特性を導出できる。 PNダイオードの空乏層の容量値を導出できる。
		12週	ダイオードの整流特性	PNダイオードの整流作用をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 PNダイオードの電圧ー電流特性を導出できる。 PNダイオードの空乏層の容量値を導出できる。
		13週	トランジスタの基本特性	ベース接地トランジスタの動作特性が説明できる。 増幅特性が理解でき、各種トランジスタの基本的特性を導出できる。
		14週	トランジスタの基本特性	ベース接地トランジスタの動作特性が説明できる。 増幅特性が理解でき、各種トランジスタの基本的特性を導出できる。
		15週	トランジスタの基本特性	ベース接地トランジスタの動作特性が説明できる。 増幅特性が理解でき、各種トランジスタの基本的特性を導出できる。
		16週	【後期末試験】

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	80	0	0	0	20	0	100
基礎的能力	40	0	0	0	10	0	50
専門的能力	40	0	0	0	10	0	50
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0