2020 年度電子工学概論シラバス

【 2020 年度授業概要】
科　　　目			電子工学概論 ( Introduction to Electronics )
担当教員			石崎繁利教授
対象学年等			機械工学科・5年D組・前期・必修・1単位 ( 学修単位I )
学習・教育目標			A2(30%), A4-M3(50%), D1(20%)
授業の概要と方針			基礎的な電子に関する物理現象から各種電子デバイスの動作原理や特徴について解説する．授業前半は真空中における電子の運動と原子内における電子の運動について理解させる．その後，半導体材料について学習したあと，ダイオード，バイポーラトランジスタ，電界効果トランジスタ，レーザ，液晶，光電変換固体素子についてこれらの構造や動作原理などを理解させる．
到達目標		1	【A2】真空および原子内での電子の運動を理解できる．
		2	【A4-M3】真性半導体，n形半導体，p形半導体を理解できる．
		3	【D1】エレクトロニクス技術の進歩と人間生活・地球環境の関係を理解できる．
		4	【A2】 pn接合ダイオードの構造と動作原理を理解できる．
		5	【A4-M3】バイポーラトランジスタおよび電界効果トランジスタの構造と動作原理を理解できる．
		6	【A4-M3】レーザの発振原理を理解できる．
		7	【A4-M3】ねじれネマティック型液晶の動作原理を理解できる．
		8	【A2】太陽電池の構造と動作原理を理解できる．
		9
		10
評価方法と基準	到達目標毎	1	真空および原子内での電子の運動が理解できているか定期試験で評価する．
		2	真性半導体，n形半導体，p形半導体を理解できているか定期試験で評価する．
		3	電子回路の進歩と人間生活・地球環境の関係についてレポートを提出させ，理解度を試験で評価する．
		4	pn接合ダイオードの構造と動作原理を理解できているか定期試験で評価する．
		5	バイポーラトランジスタおよび電界効果トランジスタの構造と動作原理が理解できているか定期試験で評価する．
		6	レーザの発振原理が理解できているか定期試験で評価する．
		7	ねじれネマティック型液晶の動作原理が理解できているか定期試験で評価する．
		8	太陽電池の構造と動作原理が理解できているか定期試験で評価する．
		9
		10
	総合評価		成績は，試験80%　レポート20%　として評価する．100点満点で60点以上を合格とする．なお，試験点は定期試験の点とする．
テキスト			「電子工学基礎」：中澤達夫(コロナ社)
参考書			「電子工学概論」：相川孝作(コロナ社) 「レーザ入門」：清水忠雄監訳（森北出版）「液晶とディスプレイ応用の基礎」：吉野勝美(コロナ社) 「太陽エネルギー工学」：浜川圭弘(培風館)
関連科目			電気工学
履修上の注意事項

【授業計画（電子工学概論）】
週	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	真空中の電子(1)
1	電子の運動およびミリカンの実験について解説する．
2	真空中の電子(2)
2	物質内からの電子の放出について冷陰極放出，熱電子放出，光電子放出（光電効果）を解説する．また，電極間の電位差による電子の速度や電子質量の補正についても解説する．
3	原子内の電子
3	水素原子のスペクトルおよび量子条件と振動数条件を用いてボーアの理論を解説する．
4	半導体材料について
4	真性半導体と不純物半導体について解説する．
5	ダイオード(1)pn接合，電圧電流特性と整流回路
5	pn接合ダイオードの構造と動作原理，さらに電圧電流特性と整流回路について解説する．
6	ダイオード(2)各種ダイオード（定電圧ダイオード，可変容量ダイオード，LED）
6	pn接合ダイオード以外の定電圧ダイオード，可変容量ダイオード，LEDなどについて解説する．
7	ここまでのまとめ
7	1回目から6回目までの授業内容について学生の理解度を確認しながら復習する．
8	バイポーラトランジスタ(1)
8	バイポーラトランジスタの構造と動作原理，さらに接地方式について解説する．
9	バイポーラトランジスタ(2)
9	バイポーラトランジスタの静特性および信号増幅について説明したあと，スイッチング特性について解説する．
10	電界効果トランジスタ(1)JFETの構造と動作原理
10	バイポーラトランジスタと電界効果トランジスタの違いについて説明したあと，接合形電界効果トランジスタの構造および動作原理について解説する．
11	電界効果トランジスタ(2)MOSFETの構造と動作原理
11	MOS形電界効果トランジスタの構造と動作原理および特性について解説する．
12	レーザについて
12	レーザの発振条件，反転分布，光共振器，コヒーレント光について解説する．
13	液晶について
13	液晶の種類および異方性，フレデリクス転移について説明したあと，ねじれネマティック型液晶表示の構造と動作原理を解説する．
14	太陽電池の構造，電圧電流特性について
14	太陽電池の構造と原理について説明したあと，電圧電流特性について詳しく解説する．
15	まとめ
15	授業で説明した内容について復習を行う．
備考	前期定期試験を実施する．