授業科目名				担当教員
基礎電気電子工学実験				全教員
時間割番号	単位数	コース	履修年次	期別	曜日	時限
TEE110	2	(未登録)	1	後期	金	IV
［概要］
【全体】 電気電子工学科を担当する教員の研究室を訪れ電気電子工学の最先端技術の研究に触れる機会を通じて， 講義・実験で学ぶ電気電子工学の知識・技術が将来どのように活用されるのか，具体的なイメージを掴む ことを目的とする． 【各課題】 [課題A-1] ・ナノスケールで観察することができる顕微鏡の仕組みを理解し，そこで用いられている電気電子工学に 　関連する技術の基礎を理解することができる． ・一般的な顕微鏡とは異なり，”光を使わない”顕微鏡を知る機会を与える． [課題A-2] 静電気によって流体を駆動する簡単な実験を通じて電気流体力学，大気圧放電，静電噴霧（エレクトロスプレー） イオン化について，これらの原理と関連技術を学ぶ． [課題A-3] ・質量分析で利用される代表的なイオン化法について学習する． ・イオン化がなぜ重要なのかを理解するために，場や磁場中における物質の運動について学習する． [課題B] 身近にあるパワーエレクトロニクスに関する知見を深める． [課題C] ・半導体材料の基本的な性質について学習する． ・半導体材料を用いた光学素子(LED)について学習する． [課題D] ・回折格子の構造と原理，応用について理解し，簡易的な分光器を作成し，分光実験を体 験する． ・ホログラフィーの原理を理解し，3次元映像の記録を体験する． [課題E] ・AMラジオの復調を，書き換え可能なLSIであるFPGAを利用したソフトウェア無線機により行うことで， 　通信や信号処理の基礎を学ぶ． [課題F-1] 演算増幅器を用いたアクティブフィルタの測定および音声信号の視聴体験を通じて，フィルタの機能を体験的に学ぶ． また、電子回路の測定技術の基礎を学ぶ． [課題F-2]を追加 マイクロストリップラインフィルタ・弾性表面波フィルタの測定と評価 [課題G-1] 交通流の数理モデルに関する数値実験と結果の可視化プログラムの実行プロセスを体験し，得られたデータの解析 を行うことにより，数理モデリングと可視化の意義を理解する． [課題G-2] ミクロの世界の不思議な性質を探るために必要な量子力学の基礎を身につける．
［具体的な達成目標］
【全体】 ・電気電子工学科の全教員が行っている研究の概要を説明できる． ・卒業研究を実施するにあたり自身が既に有している知識・技術と，不足している知識・技術を説明できる． 【各課題】 [課題A-1] ・走査型プローブ顕微鏡を理解し，走査型」「プローブ」「顕微鏡」という各ワードを説明できるようになる． ・「ピエゾ素子」，「ピエゾ抵抗」を理解し，顕微鏡でどのように用いられているか，また実生活でどのよう 　に応用されているかを理解し，説明できるようになる． ・検出方法における「センスとリファレンス」について理解し，説明できるようになる． [課題A-2] ・高圧電源の取扱い，安全操作ができること． ・静電気，コロナ放電が理解できること． ・エレクトロスプレーの基礎が理解できること． [課題A-3] ・様々な物質の質量を分析することにどのような意義があるのか説明できること． ・固体液体気体それぞれに適合したイオン化法があることを理解できること． ・電場や磁場によって質量の異なる物質が分離されることを説明できること． [課題B] ・回路シミュレータPSIMで，簡単な回路の設計と解析ができる． ・パワー半導体デバイスについて説明できる． ・整流回路について説明できる． ・スイッチング電源について説明できる． ・整流回路やインバーター回路が，我々の生活のどこに使用されているかを説明できる． [課題C] ・結晶構造について説明できること． ・半導体のエネルギーバンド理論を理解できること． ・エネルギーバンド理論に基づき半導体中の電子や光の振る舞いを説明できること． [課題D] ・ヤングの実験により，レーザー光の波長を測定できること． ・簡易的な分光器を作成し，光のスペクトルを観測できること． [課題E] ・FPGAやAMラジオの仕組みについて説明できる． ・開発ソフトウェアISEを用いて，コード入力，論理合成，書き込み用バイナリファイルを作成することができる． ・上記バイナリファイルをFPGA評価ボードに書き込みができる． ・カウンタ回路，AMラジオ復調器としてFPGA評価ボードを動作させることができる． [課題F-1] ・アクティブフィルタの測定を，オシロスコープを用いて行うことができる． ・ローパスフィルタの機能を説明することができる． ・測定結果を対数グラフとして表現することができる． [課題F-2] ・マイクロストリップライン構造を説明できる． ・マイクロストリップラインフィルタを説明できる． ・弾性表面波を説明できる． ・弾性表面波フィルタを説明できる． ・フォトリソグラフィについて説明できる． ・ネットワークアナライザを用いて上記フィルタの測定ができる． [課題G-1] ・数値計算とデータ解析のサンプルプログラムを通じてPythonのデータ解析環境であるJupyter Notebookの利用法 　を修得し，他の課題でのデータ解析に利用できるようになる． ・指示されたパラメータ範囲での数値計算結果を適切な図を用いたレポートにまとめることができる． [課題G-2] ・波の性質を表す概念を説明できる． ・量子の持つ粒子性と波動性の概念を説明できる． ・量子力学と電子デバイスの関わりについて少なくとも１つ例を挙げて説明できる．
［必要知識・準備］
【全体】 安全かつ的確な課題の遂行や論理的な報告書の作成ができるようにしておく必要がある．また，詳細な記録を 取りながら見学・実習を行えることも求められる．個々の課題に対して具体的な事前準備が個別に指示される． 【各課題】 [課題A-1] ・高校レベルでの顕微鏡，電気回路，結晶（原子と結合）に関する知識 [課題A-2] ・高校で学んだ電磁気(物理)について復習しておくとよい. [課題A-3] ・高校で学んだ電磁気(物理)や分子(化学)に関する内容について復習しておくとよい． [課題B] 抵抗，コンデンサ，トランス，ダイオードの基本特性を知っていること． また，以下に挙げるテキストを予習していることが望ましい． ・基本を学ぶパワーエレクトロニクス / 佐藤之彦著，オーム社 ・パワーエレクトロニクス学入門 : 基礎から実用例まで / 河村篤男編著 ; 横山智紀 [ほか] 共著 コロナ社 ・パワーエレクトロニクス / 江間敏, 高橋勲共著 コロナ社 [課題C] ・高校で学んだ電磁気(物理)や分子(化学)に関する内容について復習しておくとよい． [課題D] ・光の波動性，干渉 ・ヤングの実験 [課題E] ・電磁気（高校で学んだ範囲を復習しておくとよい） ・コンピュータ操作，プログラミング（1年前期「情報処理・プログラミング入門」を復習しておくとよい） [課題F-1] オシロスコープの使用方法の復習． [課題F-2] 高校物理における電気と磁気及び波動． [課題G-1] ・情報処理教室コンピュータの基本操作，アプリケーションが利用する基本的なディレクトリ構造を理解している． 　（「情報処理・プログラミング入門」の履修） [課題G-2] ・高校で学んだ波の性質 ・基礎電気理論で学んだ複素数の性質
［評価方法・評価基準］
No 評価項目 割合 評価の観点 1 小テスト／レポート  100  % 各課題を進め，担当教員より評価を受ける．各課題によって評価方法が異なる可能性がある．
［教科書］
事前に課題指示書が配布される．別途，課題ごとに資料配布の場合有り．
［参考書］
(未登録)
［講義項目］
全履修者を8名／グループ程度の7グループに分け，グループ毎に7つの課題に取り組む． 課題A：白木(A-1)，チェン(A-2)，二宮(A-3)各先生より3課題中2課題を出題 （選ばれる課題は年度による） 　課題名(A-1)：顕微鏡でナノの世界を観察する 課題名(A-2)：流体を用いる実験を通じて静電気に関する現象を学ぶ 　課題名(A-3)：エレクトロスプレーについて学び体験する 課題B：矢野，小野島，山本各先生より出題 　　　　課題名(B)：身近にある先端的パワーエレクトロニクス 課題C：鍋谷，村中各先生より出題 　　　　課題名(C)：発光ダイオード(LED)を用いた省エネルギー照明技術について 課題D：宇野，本間各先生より出題 　　　　課題名(D)：光学の第一歩 課題E：大木，塙，中村，小玉各先生より出題 　　　　課題名(E )：FPGAを利用したソフトウェア無線 　 課題F：垣尾(F-2)，鈴木(F-2)，關谷(F-2), 佐藤(F-1)各先生より出題 　　　　課題名(F-1)(F-2)：様々なフィルタの特性を測ってみよう！ 課題G：豊木(G-1)，内山(G-2)，橋本(G-2)各先生より出題 　　　　課題名(G-1)：物理系のシミュレーションとその可視化を体験する 　　　　課題名(G-2)：ミクロの世界をのぞいてみよう なお，編入３年生の履修者は，別途一つの研究室から出題される15週分の課題に取り組んでもよい．
［教育方法］
・全学科担当教員を７グループ（A〜G）に分割し，教員グループ毎に課題を出題する ・全履修学生を７グループ（α〜η）に分割し，グループ毎に2週かけて一つの課題に取り組む ・課題の内容は出題教員の研究内容に近い初歩的な内容である ・あらかじめ事前準備・事前調査を行い，課題に備える ・課題毎・学生毎に報告書を提出する ・課題毎にティーチングアシスタントがつけられる ・報告書には以下の内容を記載する必要がある． 1. 目的 2. 事前準備・事前調査（課題指示書により事前に指示） 3. 実施内容 使用した装置・器具 実験／実習の方法 結果 結果の評価 4. 学習した点 5. 参考資料 6. 自己評価
［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］
(未登録)
［その他］
(未登録)