到達目標
1. 半導体のエネルギーバンド図を説明でき、キャリア密度に関する諸式を導出できる。
2. pn接合ダイオードの特性をエネルギーバンド図を用いて説明でき、動作に関わる諸量を求めることができる。
3. 金属と半導体の接合の特性をエネルギーバンド図を用いて説明でき、動作に関わる諸量を求めることができる。
4. トランジスタ、サイリスタの動作原理をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
5. JFET、MOSFETの動作原理をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
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(不可) |
| 到達目標1 | 半導体のエネルギーバンド図を説明でき、キャリア密度に関する諸式を導出できる。 | 半導体のエネルギーバンド図を説明でき、キャリア密度について説明できる。 | 半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 |
| 到達目標2 | pn接合ダイオードの特性をエネルギーバンド図を用いて説明でき、動作に関わる諸量を求めることができる。 | pn接合ダイオードの特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 | pn接合ダイオードの特性を説明できる。 |
| 到達目標3 | 金属と半導体の接合の特性をエネルギーバンド図を用いて説明でき、動作に関わる諸量を求めることができる。 | 金属と半導体の接合の特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 | 金属と半導体の接合の特性を説明できる。 |
| 到達目標4 | トランジスタ、サイリスタの動作原理をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 | トランジスタ、サイリスタの動作原理を説明できる。 | トランジスタ、サイリスタの基本特性を説明できる。 |
| 到達目標5 | JFET、MOSFETの動作原理をエネルギーバンド図を用いて説明できる。 | JFET、MOSFETの動作原理を説明できる。 | JFET、MOSFETの基本特性を説明できる。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
半導体の基本的性質およびキャリア輸送についてエネルギーバンドモデルを用いて学習し、pn接合ダイオード、ショットキー接合ダイオード、バイポーラトランジスタ、サイリスタ、電界効果トランジスタなど、さまざまな電子デバイスの構造・特性・動作原理について理解することを目的とする。
授業の進め方・方法:
講義形式を中心に授業を進める。
【授業時間30時間＋自学自習時間60時間】
注意点:
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
半導体の基礎 |
半導体の定義を説明できる。
孤立原子、結晶のエネルギー構造を説明できる。
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| 2週 |
半導体の基礎 |
真性半導体、p型・n型の不純物半導体について説明できる。
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| 3週 |
半導体中のキャリア密度 |
真性半導体のキャリア密度に関する諸式を導出できる。
真性、不純物半導体のキャリア密度の図を説明できる。
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| 4週 |
半導体中のキャリア密度
半導体中のキャリア輸送現象 |
絶縁体、半導体、導体のエネルギーバンドを説明できる。
ドリフト電流と拡散電流を説明できる。
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| 5週 |
pn接合ダイオード |
pn接合ダイオードの特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
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| 6週 |
pn接合ダイオード |
pn接合ダイオードの特性に関する諸式をポアソン方程式より導出できる。
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| 7週 |
pn接合ダイオード |
pn接合ダイオードの電圧-電流特性の式を導出できる。
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| 8週 |
【中間試験】 |
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| 4thQ |
| 9週 |
金属と半導体の接合による整流特性 |
金属と半導体の接合の特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
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| 10週 |
金属と半導体の接合による整流特性 |
金属と半導体の接合の特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
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| 11週 |
金属と半導体の接合による整流特性 |
pn接合ダイオードの特性に関する諸式をポアソン方程式より導出できる。
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| 12週 |
バイポーラトランジスタ |
バイポーラトランジスタの特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
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| 13週 |
バイポーラトランジスタ |
サイリスタの特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
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| 14週 |
接合型電界効果トランジスタ（JFET） |
接合型FETの特性を構造図を用いて説明できる。
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| 15週 |
MOS型電界効果トランジスタ（MOSFET） |
MOS形FETの特性を構造図とエネルギーバンド図を用いて説明できる。
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| 16週 |
【学年末試験、答案返却】 |
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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 |
評価割合
| 定期試験 | 小テスト | ポートフォリオ | 発表・取り組み姿勢 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 20 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 0 | 10 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 40 | 0 | 10 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |