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授業科目名
担当教員
電子デバイス工学I
鍋谷 暢一/小野島 紀夫
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TEE303 2 EE,ES 3 前期 II
[概要]
エレクトロニクスを支えている電子デバイスの多くは半導体で作られている。本科目では、先ずデバイスを理解するための半導体の物理の基礎を学ぶ。続いて基本的な電子デバイスであるpn接合ダイオードとバイポーラトランジスタについて構造、動作原理、特性を学ぶ。
[具体的な達成目標]
(ア)代表的な半導体の結晶構造を説明できる
(イ)結晶内の電子の状態を説明できる
(ウ)エネルギーギャップを説明できる
(エ)状態密度、有効質量を説明できる
(オ)自由電子と正孔の性質を説明できる
(カ)ドナーとアクセプタの役割を説明できる
(キ)半導体中のキャリア密度を計算できる
(ク)キャリアの運動、散乱を説明できる
(ケ)キャリアの生成、再結合を説明できる
(コ)pn接合の構造を説明できる
(サ)pn接合ダイオードの動作を説明できる
(シ)バイポーラトランジスタの構造と動作を説明できる
(ス)バイポーラトランジスタの等価回路を説明できる
[必要知識・準備]
電磁気学の基礎事項、簡単なベクトル演算、簡単な線形微分方程式
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 40  %後半の講義項目について目標が達成されたかを評価する 
2試験:中間期 40  %前半の講義項目について目標が達成されたかを評価する 
3小テスト/レポート 20  %具体的な数値計算ができているかを評価する 
[教科書]
  1. 松本智, 半導体デバイスの基礎, 培風館, ISBN:4-563-03685-4
[参考書]
  1. S.M.ジィー, 半導体デバイス, 産業図書, ISBN:4782855257
  2. 固体物理学入門 上, 丸善株式会社, ISBN:4621076531
[講義項目]
1.半導体の結晶とエネルギーバンド
2.キャリアの密度と運動
3.pn接合の構造とバンド図
4.pn接合の電流電圧特性
5.pn接合の容量電圧特性
6.バイポーラトランジスタの基本動作
7.バイポーラトランジスタの電流電圧特性

これらの項目についてそれぞれ2回程度ずつ講義する。
[教育方法]
半導体中のキャリアの動きとデバイスの特性の関係が理解できるよう配慮する。
図を用いた視覚的説明から始め、それがどのように数式で定量化されるかを説明する。
具体的な数値例を与えて工学で重要な定量的概念を身につけさせる。
各項目毎に例題を解かせ、学習の成果を確認させる。
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
《電気電子システム工学科》
C-4:電気電子工学分野の専門知識・技術を身につける
基礎工学部門・応用工学部門に含まれる科目を通じて電気電子工学分野の専門知識・技術を身につける
 
[その他]
講義の進捗状況に応じて学習効果を上げるためのレポートを課すことがある。