到達目標
1. 電子工学の歴史的背景を理解する.
2. 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる.
3. 電子の量子状態を理解する.
4. 電界および磁界中の電子の運動を解析できる.
5. 電子の波動性について理解する.
6. 導体・半導体・絶縁体のエネルギーバンド図が説明できる.
7. 真空管の構造，原理，特性が説明できる.
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 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 電子工学の歴史的背景を十分に理解し，説明できる. | 電子工学の歴史的背景を理解している. | 電子工学の歴史的背景を理解していない. |
| 評価項目2 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を理解し，計算することができる. | 電子の電荷量や質量などの基本性質を理解している. | 電子の電荷量や質量などの基本性質を理解していない. |
| 評価項目3 | 電界および磁界中の電子の運動を十分に理解し，解析できる. | 電界および磁界中の電子の運動を解析できる. | 電界および磁界中の電子の運動を解析できない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電子の性質とその真空中，固体中での運動などの基本的な内容について学習する. また，電子の物理現象と実際のデバイスの動作の間の関連性，および，理論がどのように応用されているかいくつか例を挙げて説明する.
授業の進め方・方法:
テキストの内容に沿って講義を行う.各章の終わりには演習問題をレポートとして課し，演習の時間に学生に解答してもらう.授業ノートをきちんとまとめることが必要である.
注意点:
本科目は，4年の「半導体工学」へ連結する.
オフィスアワー：毎週月曜 放課後～17:00
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 |
電子工学の歴史 |
電子工学の歴史的背景を理解する.D4:1
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| 2週 |
電子の性質 |
電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる.D2:1-3
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| 3週 |
原子の構造 |
原子の構造を説明できる.パウリの排他律を理解し、原子内での電子の配列について理解する.D2:1-3
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| 4週 |
ボーアの理論 |
ボーアの理論について理解する.D2:1-3
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| 5週 |
エネルギー準位とスペクトル系列 |
電子のエネルギー準位を理解する.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.D2:1,2
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| 6週 |
電子の量子状態 |
電子の量子状態を理解する.D2:1-3
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| 7週 |
演習 1 |
6週目までの範囲について演習問題を行い，各項目について理解を深める．D2:1-3
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却と解説 |
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| 10週 |
電界内・磁界内での運動 |
電界および磁界中の電子の運動を解析できる.D2:1-3
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| 11週 |
物質内からの電子の放出 |
電子放出について理解する.D2:1,2
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| 12週 |
電界による電子の加速 |
電界および磁界中の電子の運動を解析できる.D2:1-3
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| 13週 |
電子の波動性 |
電子の波動性について理解する.D2:1
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| 14週 |
演習2 |
前期中間試験以降13週目までの範囲について演習問題を行い，各項目について理解を深める．
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却と解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
シュレディンガー方程式 |
簡単なシュレディンガー方程式を理解する.D2:1,2
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| 2週 |
シュレディンガー方程式 |
簡単なシュレディンガー方程式を理解する.D2:1,2
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| 3週 |
フェルミ分布則 |
フェルミ分布を理解する.D2:1
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| 4週 |
自由電子モデル |
自由電子モデルを理解する.D2:1-3
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| 5週 |
金属 |
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.D2:1-3
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| 6週 |
半導体 |
導体・半導体・絶縁体のエネルギーバンド図が説明できる. D2:1-3
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| 7週 |
演習3 |
6週目までの範囲について演習問題を行い，各項目について理解を深める．
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験返却と解説 |
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| 10週 |
電子管 |
真空管の構造，原理，特性が説明できる．D2:1-3
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| 11週 |
電子幾何光学 |
電子の偏向とその応用を説明できる.D2:1,2
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| 12週 |
光電管・光電子増倍管 |
光電子を理解し，光電子増倍管の原理を説明できる.D2:1
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| 13週 |
半導体デバイス |
pn接合を理解し，整流作用を説明できる．D2:1,2
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| 14週 |
演習4 |
後期中間試験以降13週目までの範囲について演習問題を行い，各項目について理解を深める．
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| 15週 |
後期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却と解説 |
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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 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 原子の構造を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 4 | |
| 半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 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 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 授業ノート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 85 | 10 | 5 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 5 | 5 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 45 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |