到達目標
1.原子や電子の性質を説明できる.(A4)
2.結晶構造を理解し、説明できる.(A4)
3.電子のエネルギー帯構造を説明できる.(A4)
4.半導体の構造と動作原理に説明できる.(A4)
5.電子工学の応用分野の動作原理が説明できる.(A4)
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 | 原子や電子の性質を十分に説明できる | 原子や電子の性質を説明できる | 原子や電子の性質を説明できない |
評価項目2 | 電子のエネルギー帯構造を十分に説明できる | .結晶構造を理解し、説明できる | .結晶構造を理解し、説明できない |
評価項目3 | 電子のエネルギー帯構造を十分に説明できる | 電子のエネルギー帯構造を説明できる | 結晶内の電子のエネルギー帯構造を十分に説明できない |
評価項目4 | 半導体の構造と動作原理を十分に説明できる | 半導体の構造と動作原理に説明できる | 半導体の構造と動作原理を説明できない |
評価項目5 | 電子工学の応用分野の動作原理が十分に説明できる | 電子工学の応用分野の動作原理が説明できる | 電子工学の応用分野の動作原理が説明できない |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-4
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JABEE b
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JABEE d
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JABEE e
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教育方法等
概要:
電子現象と電子回路(3年次開講)で学んだ半導体の動作原理を電子力学的観点から理解を深める.また,半導体素子の応用分野に関して,原理・特性を理解する.
授業の進め方・方法:
予備知識:3年次開講の電子回路で学んだダイオード・トランジスタに関する静特性や化学・物理の基礎知識を十分に理解しておくこと.また,基本的な微分方程式,積分の問題を解くことができること.
講義室:教室
授業形式:講義形式
学生が用意するもの:なし
注意点:
評価方法:中間・定期試験を80%,演習,宿題等を20%で評価し,60点以上を合格とする.ただし,提出物の総数が規定の6割未満の場合,59点以下と評価する.
自己学習の指針:予習・復習・授業時に提示する問題を独力で取り組むこと.試験前には,ノートの内容や演習問題を十分に理解すること.
これらの自己学習時間は,半期で15時間以上を確保することが望ましい.
オフィスアワー:水曜日、木曜日の16:20~17:00
※到達目標の( )内の記号はJABEE学習・教育到達目標
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 |
電子工学の位置付け・歴史的背景 |
電子工学の位置付けを理解できる.
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2週 |
電子と結晶・価電子と結晶 |
原子の構成要素と電子の振る舞いについて理解し、説明できる.
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3週 |
電子と結晶・結晶と結合形式 |
結晶中の電子の振る舞いと周期律表の関係が理解できる.
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4週 |
エネルギー帯と自由電子/エネルギー準位・エネルギー帯の形成 |
電子の持つエネルギーの原理を理解し、説明できる。
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5週 |
エネルギー帯と自由電子/エネルギー帯の形成、半導体・金属・絶縁物のエネルギー帯構造 |
エネルギー帯が形成される原理を理解し、半導体・金属・絶縁物の電気的性質の違いをエネルギー帯構造を用いて説明できる。
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6週 |
半導体とキャリア・真性半導体のキャリア |
真性半導体の構造とキャリアの振る舞いを説明できる。
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7週 |
半導体とキャリア・外因性半導体のキャリア |
外因性(不純物)半導体の構造とキャリアの振る舞いを説明できる。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
キャリア密度とフェルミ準位/キャリア密度とフェルミ準位 |
キャリア密度とフェルミ準位について説明できる。
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10週 |
キャリア密度とフェルミ準位/pnp接合の製造法 |
キャリア密度の理論式を導出でき、数式を解くことができる。
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11週 |
半導体の電気伝導/ドリフト電流 |
半導体の電流(ドリフト電流)が生じる原理を説明できる。
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12週 |
半導体の電気伝導・オームの法則・拡散電流 |
半導体の電流(拡散電流)が生じる原理を説明できる。
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13週 |
pn接合とダイオード |
pn接合の構造を理解し、ダイオードの整流作用の原理を説明できる。
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14週 |
バイポーラトランジスタ・FET |
トランジスタやFETなどの半導体デバイスの構造を理解し説明できる。
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15週 |
集積回路/光半導体デバイス |
集積回路や光半導体デバイスの原理について説明できる。
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16週 |
前期末定期試験 |
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評価割合
| 試験 | 発表 | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 0 | 20 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |