到達目標
1.バイポーラトランジスタの動作原理と電気特性を説明できる。B①②、SB①②
2.サイリスタなど電力制御用半導体素子の構造と動作原理、電気特性を説明できる。B①②、SB①②
3.MOSFETの構造と動作原理、電気特性を説明できる。B①②、SB①②
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 | 固体中の電子の振る舞いから金属や半導体の電気特性とその温度依存性を説明できる | 固体中の電子の振る舞いから金属や半導体の電気特性を説明できる | 金属や半導体の電気特性を説明できない
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| 評価項目2 | ドリフトや拡散によるキャリアの動きやバンド構造を用いてpn接合の電気特性を説明できる | バンド構造を用いてpn接合の電気特性を説明できる
| バンド構造を用いてpn接合の電気特性を説明できない
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| 評価項目3 | バンド構造を用いてMOSFET等の半導体素子の構造と動作原理、実際の応用例を説明できる
| MOSFET等の半導体素子の構造と動作原理を説明できる
| MOSFET等の半導体素子の構造と動作原理を説明できない
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学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
JABEE SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
JABEE SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
教育方法等
概要:
パワーエレクトロニクスの基礎として、電力制御用半導体素子の電気特性の理解を目的とする。
授業の進め方・方法:
電力制御用半導体を中心に、半導体素子の構造と動作原理、電気的特性を詳細に解説する。併せて、半導体素子の作製法や光半導体の構造と応用についても解説する。
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
バイポーラトランジスタ
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バイポーラトランジスタの構造と動作原理を理解できる
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| 2週 |
プレーナートランジスタの構造
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プレーナートランジスタの構造を理解できる
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| 3週 |
酸化膜とフォトリソグラフィー
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プレーナートランジスタの作製法を理解できる
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| 4週 |
不純物拡散と集積回路 |
プレーナートランジスタの作製法を通じて集積回路の重要性を理解できる
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| 5週 |
サイリスタの構造と電気特性
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サイリスタの構造と特性を理解できる
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| 6週 |
サイリスタの動作原理 |
サイリスタの動作原理をバンド構造とトランジスタモデルで理解できる
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| 7週 |
サイリスタによる位相制御 |
サイリスタを用いた位相制御の仕組みを理解できる
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| 8週 |
中間試験
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| 2ndQ |
| 9週 |
接合型電界効果トランジスタの構造と動作原理 |
JFETの構造と動作原理を理解できる
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| 10週 |
接合型電界効果トランジスタの特性と応用 |
JFETの特性と応用を理解できる
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| 11週 |
ＭＯＳ型電界効果トランジスタの構造と動作原理 |
ＭＯＳFETの構造と動作原理を理解できる
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| 12週 |
ＭＯＳ型電界効果トランジスタの特性と応用 |
ＭＯＳFETの特性と応用を理解できる
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| 13週 |
光半導体（PD） |
PDの構造と動作原理、光センサーとしての応用を理解できる
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| 14週 |
光半導体（LEDの構造と発光） |
LEDの構造と動作原理を理解できる
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| 15週 |
光半導体（LEDとLDの特徴と応用） |
LEDとLDの特徴と応用例を理解できる
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| 16週 |
期末試験 |
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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 | 電子回路 | FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12 |
| 電子工学 | 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。 | 4 | 前1 |
| 電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 課題レポート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 90 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 90 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |