到達目標
1.半導体とは何か説明できる.
2.ダイオードの動作原理を説明できる.
3.トランジスタの構造および動作原理を説明できる.
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(可) | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 半導体の電気的特性をエネルギーバンド図に基づき,導体の電気的特性との違いに言及しつつ説明できる. | 半導体とは何かをエネルギーバンド図に基づき,絶縁体や導体のバンド構造との違いに言及しつつ説明できる. | 半導体とは何か説明できない. |
評価項目2 | ダイオードの動作原理をエネルギーバンド図に基づき,キャリアの振る舞いとの関連に言及しつつ説明できる. | ダイオードの動作原理をキャリアの定性的振る舞いに基づき説明できる. | ダイオードの動作原理を説明できない. |
評価項目3 | トランジスタの構造を説明できる.また,動作原理をエネルギーバンド図に基づき,キャリアの振る舞いとの関連に言及しつつ説明できる. | トランジスタの構造を説明できる.また、動作原理をキャリアの定性的振る舞いに基づき説明できる. | トランジスタの構造および動作原理を説明できない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電子機器の基本素子である半導体デバイスについて学ぶ.
本科目は,SDGsの17の目標のうち「9. 産業と技術革新の基盤をつくろう」に関連している.
授業の進め方・方法:
講義主体で授業を行う.
注意点:
電気・電子回路及び化学に関する基礎知識が必要である.
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 |
予備知識の確認(半導体および電気回路基礎),電子と結晶 |
半導体結晶を構成する原子、価電子について理解できる.
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2週 |
電子のエネルギー帯と自由電子 |
結晶中の電子のエネルギー状態を、エネルギー準位やエネルギー帯図で表すことを学ぶ。半導体中の自由電子がどのように生成されるのかについて理解する.
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3週 |
半導体,金属,絶縁物のエネルギー帯構造 |
半導体,金属,絶縁体のエネルギー帯構造を理解する.
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4週 |
導体のキャリヤ① |
真性半導体のキャリヤ生成メカニズムについて理解する.
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5週 |
半導体のキャリヤ② |
外因性半導体のキャリヤ生成メカニズムについて理解する.
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6週 |
半導体のキャリヤ密度とフェルミ準位① |
真性半導体のキャリヤ密度,フェルミ準位について理解する.
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7週 |
半導体のキャリヤ密度とフェルミ準位② |
外因性半導体のキャリヤ密度,フェルミ準位について理解する.
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
中間試験返却および解説,前期授業のまとめ |
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10週 |
半導体の電気伝導① |
キャリアの移動度とその速度について理解する。半導体中を流れる電流を求める方法を理解する.
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11週 |
半導体の電気伝導② |
キャリア連続の式の意味を理解する.
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12週 |
pn接合とダイオード |
pn接合ダイオードの基本構造を理解する.整流特性の機構をエネルギーバンド図に基づいて理解する.
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13週 |
バイポーラトランジスタの基本構造と動作原理 |
バイポーラトランジスタの基本構造と動作原理を理解する。
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14週 |
MOS型電界効果トランジスタの基本構造と動作原理 |
MOS型電界効果トランジスタの基本構造と動作原理を理解する.
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
テスト返却および解説,後期授業のまとめ |
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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
| 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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |