概要:
半導体デバイスの中で低消費電力、長寿命という特徴から照明、農業、環境、医療などさまざまな分野に応用が拡大している発光ダイオード(LED)について学習する。本講義では、LEDに関する諸特性、電流制御方法、実際の応用例について学習し、理解を深めることを目的とする。
授業の進め方・方法:
パワーポイント、配布資料を使用して講義形式で授業を進めていく。また、実演実験もいくつか行う。講義内容に関する課題を毎回出すので、提出すること。
【授業時間30時間＋自学自習時間60時間】
注意点:
副専門科目のため電気電子分野の高度な専門知識がなくても理解できるように講義していく。
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
LEDの概要 |
LEDの開発の歴史、特徴や性能、市場規模などの概要を説明できる。
|
| 2週 |
LEDによる省エネ効果 |
照明を従来の光源からLEDに変えた場合の省エネ効果について計算できる。
|
| 3週 |
LEDの諸特性 |
LEDの電気的特性、光学特性、温度依存性などについて説明できる。
|
| 4週 |
電流制御方法１ |
抵抗による電流制御方法について説明できる。
|
| 5週 |
電流制御方法２ |
定電流ダイオードによる電流制御方法について説明できる。
|
| 6週 |
電流制御方法３ |
三端子レギュレータを用いた電流制御方法について説明できる。
|
| 7週 |
電流制御方法４ |
オペアンプを用いた電流制御方法について説明できる。
|
| 8週 |
後期中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
照明への応用1 |
ウェーバー・フェヒナー則などの人間の眼の視覚特性について説明できる。
|
| 10週 |
照明への応用2 |
パワーLEDの放熱に必要な放熱板を選定できる。
|
| 11週 |
可視光通信への応用 |
LEDの可視光通信への具体的応用例について説明できる。
|
| 12週 |
植物栽培への応用 |
LEDの植物栽培への具体的応用例について説明できる。
|
| 13週 |
光触媒による環境浄化への応用 |
LEDの光触媒による環境浄化への具体的応用例について説明できる。
|
| 14週 |
紫外線LEDによる硬化、殺菌などへの応用 |
紫外線LEDによる硬化、殺菌などへの具体的応用例について説明できる。
|
| 15週 |
LEDの課題とLEDのライバル |
LEDの課題(高効率化、高出力化)、ライバル(EL)について説明できる。
|
| 16週 |
学年末試験返却 |
|
| 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 | 分野別の工学実験・実習能力 | 電気・電子系分野【実験・実習能力】 | 電気・電子系【実験実習】 | 電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。 | 4 | |
| 抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。 | 4 | |
| オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。 | 4 | |
| 電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。 | 4 | |
| キルヒホッフの法則を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
| 分流・分圧の関係を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
| ブリッジ回路の平衡条件を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
| 重ねの理を適用し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
| インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
| 共振について、実験結果を考察できる。 | 4 | |
| ダイオードの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。 | 4 | |
| トランジスタの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。 | 4 | |
| 増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。 | 4 | |
| 論理回路の動作について実験結果を考察できる。 | 4 | |
| ディジタルICの使用方法を習得する。 | 4 | |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 日本語と特定の外国語の文章を読み、その内容を把握できる。 | 3 | |
| 他者とコミュニケーションをとるために日本語や特定の外国語で正しい文章を記述できる。 | 3 | |
| 他者が話す日本語や特定の外国語の内容を把握できる。 | 3 | |
| 日本語や特定の外国語で、会話の目標を理解して会話を成立させることができる。 | 3 | |
| 円滑なコミュニケーションのために図表を用意できる。 | 3 | |
| 円滑なコミュニケーションのための態度をとることができる(相づち、繰り返し、ボディーランゲージなど)。 | 3 | |
| 書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。 | 3 | |
| 収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。 | 3 | |
| 収集した情報源や引用元などの信頼性・正確性に配慮する必要があることを知っている。 | 3 | |
| 情報発信にあたっては、発信する内容及びその影響範囲について自己責任が発生することを知っている。 | 3 | |
| 情報発信にあたっては、個人情報および著作権への配慮が必要であることを知っている。 | 3 | |
| 目的や対象者に応じて適切なツールや手法を用いて正しく情報発信(プレゼンテーション)できる。 | 3 | |
| あるべき姿と現状との差異(課題)を認識するための情報収集ができる | 3 | |
| 複数の情報を整理・構造化できる。 | 3 | |
| 特性要因図、樹形図、ロジックツリーなど課題発見・現状分析のために効果的な図や表を用いることができる。 | 3 | |
| 課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。 | 3 | |
| どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。 | 3 | |
| 適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。 | 3 | |
| 事実をもとに論理や考察を展開できる。 | 3 | |
| 結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。 | 3 | |
| 態度・志向性(人間力) | 態度・志向性 | 態度・志向性 | 周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。 | 3 | |
| 自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。 | 3 | |
| 目標の実現に向けて計画ができる。 | 3 | |
| 目標の実現に向けて自らを律して行動できる。 | 3 | |
| 日常の生活における時間管理、健康管理、金銭管理などができる。 | 3 | |
| 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。 | 3 | |
| 公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。 | 3 | |
| 要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。 | 3 | |
| 課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。 | 3 | |
| 提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。 | 3 | |
| 経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。 | 3 | |