到達目標
1．真性半導体と不純物半導体を説明できる．
2．半導体のエネルギーバンド図を説明できる．
3．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．
5．電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる．
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 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 真性半導体と不純物半導体を定量的に説明できる． | 真性半導体と不純物半導体を定性的に説明できる． | 真性半導体と不純物半導体を説明できない． |
| 評価項目2 | 半導体のエネルギーバンド図を定量的に説明できる． | 半導体のエネルギーバンド図を定性的に説明できる． | 半導体のエネルギーバンド図を説明できない． |
| 評価項目3 | 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-電圧特性を定量的に説明できる． | 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-電圧特性を定性的に説明できる． | 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ない． |
| 評価項目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定量的に説明できる． | 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定性的に説明できる． | 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ない． |
| 評価項目5 | 電界効果トランジスタの構造と動作を定量的に説明できる． | 電界効果トランジスタの構造と動作を定性的に説明できる． | 電界効果トランジスタの構造と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:
電気電子工学の基礎科目，およびメカトロニクス・情報工学関連科目として，半導体材料工学の修得を目的とする．電子工学を学ぶ上で必須の科目である．
授業の進め方・方法:
教科書に沿った板書授業を中心とし，例題や類題の演習も行う．演習課題は必ず自分で解き，自己学習能力を高めるよう努力すること．
関連科目：電気回路Ⅰ，電気回路Ⅱ，電磁気学，電子回路，電気機器，パワーエレクトロニクスなど
注意点:
点数配分：試験(80%)，レポート(20%)とする．
評価基準：60点以上を合格とする．
再試：再試を行う．
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
電子の性質(電子の電荷量や質量などの基本的性質，エレクトロンボルトの定義と単位換算) |
電子の性質(電子の電荷量や質量などの基本的性質，エレクトロンボルトの定義と単位換算)を説明できる．
|
| 2週 |
原子の構造(原子の構造，パウリの排他律，原子の電子配置) |
原子の構造(原子の構造，パウリの排他律，原子の電子配置)を説明できる．
|
| 3週 |
固体の構造(結晶，エネルギーバンドの形成，フェルミ・ディラック分布，金属・絶縁体・半導体のエネルギーバンド図) |
固体の構造(結晶，エネルギーバンドの形成，フェルミ・ディラック分布，金属・絶縁体・半導体のエネルギーバンド図)を説明できる．
|
| 4週 |
電気伝導と伝導体の種類(電気伝導のメカニズム，金属，絶縁体，半導体，移動度) |
電気伝導と伝導体の種類(電気伝導のメカニズム，金属，絶縁体，半導体，移動度)を説明できる．
|
| 5週 |
半導体中のキャリア濃度(フェルミ準位，真性半導体) |
半導体中のキャリア濃度(フェルミ準位，真性半導体)に関連する計算ができる．
|
| 6週 |
半導体中のキャリア濃度(不純物半導体，ホール効果) |
半導体中のキャリア濃度(不純物半導体，ホール効果)に関連する計算ができる．
|
| 7週 |
半導体の接合(仕事関数，金属と金属の接合，金属と半導体の接合，アインシュタインの関係式，ショットキーダイオードの整流作用，整流接合，オーミック接合) |
半導体の接合(仕事関数，金属と金属の接合，金属と半導体の接合，アインシュタインの関係式，ショットキーダイオードの整流作用，整流接合，オーミック接合)を説明できる．
|
| 8週 |
pn接合の電気的特性(pn接合の物理，pn接合を流れる電流，ダイオード，逆方向飽和電流) |
pn接合の電気的特性(pn接合の物理，pn接合を流れる電流，ダイオード，逆方向飽和電流)を説明できる．
|
| 2ndQ |
| 9週 |
バイポーラトランジスタ(npn型トランジスタ，pnp型トランジスタ，各種接地方式) |
バイポーラトランジスタ(npn型トランジスタ，pnp型トランジスタ，各種接地方式)を説明できる．
|
| 10週 |
電界効果トランジスタ(J-FET，MOS-FET)，電力用トランジスタ |
電界効果トランジスタ(J-FET，MOS-FET)，電力用トランジスタを説明できる．
|
| 11週 |
集積回路(IC)(CMOS，半導体メモリ(DRAM，SRAM)，CCD) |
集積回路(IC)(CMOS，半導体メモリ(DRAM，SRAM)，CCD)を説明できる．
|
| 12週 |
オプトエレクトロニック素子 |
オプトエレクトロニック素子を説明できる．
|
| 13週 |
半導体変換素子 |
半導体変換素子を説明できる．
|
| 14週 |
プロセス技術 |
プロセス技術を説明できる．
|
| 15週 |
前期末まとめ |
前期末まとめ
|
| 16週 |
前期定期試験 |
前期定期試験
|
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 | 電子工学 | 真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 2 | |
| 半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 2 | |
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 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |