概要:
建築、機械、生物、化学など、様々な分野でディジタル化が進んでいる現代おいて、技術者はそれぞれの専門分野だけでなく電気電子工学の知識も身に着けておく必要がある。本科目では、電気電子工学の基礎となる直流・交流回路の解析から、各種電子素子の諸特性まで幅広く講義を行い、電気電子工学における基本的な知識の定着を目指す。
授業の進め方・方法:
・スライドを用いた講義形式で授業を実施する。
・教科書に沿って授業を進め、適宜資料を配布する。
・適宜小テストを実施し理解度を計る。
・実際の素子を使った実験も適宜実施する。
注意点:
・数学と物理の基礎知識が必要である。自信のないものは復習をしておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
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| 2週 |
電圧と電流 |
基本的な直流回路の電圧・電流および電力を計算できる。
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| 3週 |
電圧と電流の測定（実験） |
電圧と電流を測定できる。
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| 4週 |
キャパシタンス |
平行板コンデンサのキャパシタンスを計算できる。直列・並列接続の合成キャパシタンスを計算できる。
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| 5週 |
インダクタンス |
アンペールの法則やビオ・サバールの法則を説明できる。
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| 6週 |
直流回路１ |
キルヒホッフの法則を用いて直流回路の計算ができる。
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| 7週 |
直流回路２ |
テブナンの定理などを用いて直流回路の計算ができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
交流回路 |
正弦波交流波形をフェーザ表示や複数表示で表すことができる。
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| 10週 |
交流信号の計測（実験） |
オシロスコープを使って交流信号を計測できる。
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| 11週 |
共振回路
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共振回路について理解し、回路の共振周波数を計算できる。
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| 12週 |
過渡応答１ |
過渡現象を理解し、定常状態と過渡状態を説明できる。
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| 13週 |
過渡応答２ |
直列・並列回路の過渡現象を計算できる。
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| 14週 |
RC回路の実験 |
RC回路の諸特性を説明できる。
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| 15週 |
まとめと演習 |
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| 16週 |
定期試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
半導体の性質 |
半導体の性質を説明できる。
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| 2週 |
半導体ダイオード１ |
PNダイオードやショットキーダイオードの動作原理と特性を説明できる。
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| 3週 |
半導体ダイオード２ |
半波整流回路や全波整流回路の動作を説明できる。
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| 4週 |
バイポーラトランジスタ１ |
バイポーラトランジスタの動作原理と特性を説明できる。
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| 5週 |
バイポーラトランジスタ２ |
直流バイアス回路の役割を理解し、基本回路の計算ができる。
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| 6週 |
MOSトランジスタ |
MOSトランジスタの動作原理と特性を説明できる。
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| 7週 |
演算増幅器 |
基本的な演算増幅器回路の特性を計算することができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
論理代数と論理ゲート |
NOT、OR、AND演算と論理演算の基本法則を説明できる。
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| 10週 |
組み合わせ論理回路 |
組み合わせ論理回路を理解し、真理値表と式を用いて出力を計算できる。カルノー図を用いて式の簡単化ができる。
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| 11週 |
加算器 |
論理ゲートを用いて半加算器や全加算器を設計できる。
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| 12週 |
論理回路の実験（実験） |
実際の論理素子を用いて論理回路を組み立てることができる。
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| 13週 |
順序回路１ |
基本的なフリップフロップの動作を説明できる。
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| 14週 |
順序回路２ |
状態遷移図から基本的な順序回路を設計できる。
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| 15週 |
まとめと演習 |
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| 16週 |
定期試験 |
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| 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 | 情報系分野 | 計算機工学 | 基本的な論理演算を行うことができる。 | 3 | 後9 |
| 基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。 | 3 | 後9 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 3 | 後10,後11 |
| 簡単化の手法を用いて、与えられた論理関数を簡単化することができる。 | 3 | 後10,後11 |
| 論理ゲートを用いて論理式を組合せ論理回路として表現することができる。 | 3 | 後10 |
| 与えられた組合せ論理回路の機能を説明することができる。 | 3 | 後10 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | 後12 |
| フリップフロップなどの順序回路の基本素子について、その動作と特性を説明することができる。 | 3 | 後13 |
| レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路の動作について説明できる。 | 3 | 後13 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 3 | 後13 |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | 後13 |
| 情報数学・情報理論 | 集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。 | 3 | 後9 |
| 集合の間の関係(関数)に関する基本的な概念を説明できる。 | 3 | 後9 |
| ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。 | 3 | 後9 |
| 論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。 | 2 | 後9 |
| その他の学習内容 | オームの法則、キルヒホッフの法則を利用し、直流回路の計算を行うことができる。 | 3 | 前2,前3,前6 |
| トランジスタなど、ディジタルシステムで利用される半導体素子の基本的な特徴について説明できる。 | 3 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | 与えられた仕様に合致した組合せ論理回路や順序回路を設計できる。 | 3 | |
| 基礎的な論理回路を構築し、指定された基本的な動作を実現できる。 | 3 | |