授業科目名	電子デバイス工学I
時間割番号	TEE303
担当教員名	小野島　紀夫
開講学期・曜日・時限	前期・月・II	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
固体物理の基礎から半導体工学の理論，とくにpn接合の物理を理解することを目指す．また，pn接合を利用した半導体デバイスである発光ダイオード，太陽電池，バイポーラトランジスタの動作原理について学ぶ．
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部(～2023年度入学生)>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   EE-A 専門 2.電子デバイス 電子物性と量子力学の基礎的事項、半導体材料の電気的、熱的及び光応答特性（バンド構造、抵抗率、移動度、pn型、キャリア生成とキャリア寿命など）について説明できる。 ○ EE-B 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、MOS電界効果トランジスタについて構造、動作原理、特性を説明できる。 ◎
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 EE 1 (ア)固体物理の基礎的内容を説明できる． EE-A 2 (イ)結晶の周期ポテンシャルの影響を説明できる． EE-A 3 (ウ)半導体工学の理論に基いて半導体物性を説明できる． EE-A 4 (エ)半導体中でのキャリア輸送機構を説明できる． EE-A 5 (オ)pn接合の物理を説明できる． EE-B 6 (カ)pn接合を利用したデバイスの動作原理を説明できる． EE-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 10% 固体物理の基礎的内容を説明できるか 2 10% 結晶の周期ポテンシャルの影響を説明できるか 3 15% 半導体工学の理論に基いて半導体物性を説明できるか 4 15% 半導体中でのキャリア輸送機構を説明できるか 5 30% pn接合の物理を説明できるか 6 20% pn接合を利用したデバイスの動作原理を説明できるか 合計 100%
＜授業の方法＞
講義内容について理解を深めるための課題を電子デバイス工学I演習でグループディスカッションするので， 電子デバイス工学I演習を合わせて履修すること．
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
固体物理や電磁気学に関する知識があると望ましい． 授業前に予習してわからないことを明確にできるように目的意識を持って講義を受けてください．
＜テキスト＞
松波弘之, 半導体工学, 朝倉書店, ISBN:9784254221640
＜参考書＞
小長井誠, 半導体物性, 培風館, ISBN:4563033383 岸野正剛, 半導体デバイスの物理, 丸善株式会社, ISBN:4621040243, (電子デバイス工学IIの教科書)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 電子デバイス工学Iのイントロダクションおよび半導体物性と半導体デバイスについて 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 電子デバイス工学Iで学習する内容を理解する 2 タイトル 固体物理の基礎 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 物質中の電子について量子論的な考え方を理解する 3 タイトル エネルギーバンドの形成と結晶構造 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 エネルギーバンドの形成理由を理解する 4 タイトル 結晶の周期ポテンシャルの影響 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 逆格子および有効質量の概念を理解する 5 タイトル 半導体のキャリア密度 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 半導体のキャリア統計を理解する 6 タイトル 半導体工学の理論 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 不純物ドーピングと多数(少数)キャリアの考え方を理解する 7 タイトル キャリア輸送機構 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 少数キャリアによる電流についてドリフト成分と拡散成分の考え方を理解する 8 タイトル 中間評価および講義前半のまとめ 事前学習 事後学習 講義前半に学習した内容を理解すること． 中間評価試験について復習すること． 授業内容 中間評価試験および解説 9 タイトル pn接合の物理：拡散電位 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 pn接合の拡散電位を理解する 10 タイトル pn接合の物理：電流-電圧特性 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 pn接合の順方向・逆方向の電気的特性(整流性)を理解する 11 タイトル pn接合の物理：空乏層解析 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 ポアソン方程式による空乏層解析を理解する 12 タイトル pn接合の物理：破壊現象 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 pn接合の破壊現象や耐圧とオン抵抗のトレードオフを理解する 13 タイトル pn接合を利用したデバイス：発光ダイオードと太陽電池 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 発光ダイオードや太陽電池の動作原理を理解する 14 タイトル pn接合を利用したデバイス：バイポーラトランジスタ 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 バイポーラトランジスタの動作原理を理解する 15 タイトル 総括評価と講義後半のまとめ 事前学習 事後学習 講義後半に学習した内容を理解すること． 総括評価試験について復習すること． 授業内容 総括評価試験および解説 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
講義内容でわからないことは遠慮なく質問してください
＜備考＞
【授業の方法】 Moodle上に講義資料などの関連資料をアップロードするので予習復習に用いること．