授業の目標と概要 |
電子工学の中で,その基礎となる電子の諸現象について学び,その現象を応用した身近な
機器の動作原理を理解する.
また,ダイオードやトランジスタといった半導体素子についても学び,情報化社会を支え
るコンピュータ技術の基礎を理解する.
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履修上の注意
(準備する用具・
前提とする知識等)
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電子の発見から,原子の構造,電子の運動と諸現象,その応用である素子および部品と
いうように,基礎から応用という流れで学んで行くので,前後のつながりを考えながら
学ぶこと.
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到達目標 |
(1)真空中の一様な電界や磁界中において,電子に働く力やそれによって生じる偏向角度や
距離を計算できる.
(2)ブラウン管,蛍光灯,電子レンジといった身近な機器の動作原理を説明できる.
(3)半導体デバイスの動作原理を説明できる.
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成績評価方法 |
合否判定:4 回の定期試験の結果の平均が60 点を超えていること.
最終評価:4 回の定期試験の結果の平均(100%)と授業態度(±10%)の合計
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テキスト・参考書 |
教科書:電子工学基礎,中澤達夫,藤原勝幸,コロナ社
参考書:電子・イオンビーム工学,電気学会
参考書:プラズマ理工学入門,高村秀一,森北出版
参考書:半導体の基礎理論,堀田厚生,技術評論者
参考書:ファインマン物理学V,ファインマン,砂川重信,岩波書店
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メッセージ |
電子デバイスの動作原理を理解するためには,物理の理解が大切です.
必要な物理学とそれを記述する数学の知識は,適宜補いながら授業を進めます.
並行して履修する力学・電気磁気学・波動現象および微積分に関する講義をしっかりと
理解し,電子工学の理解に役立ててください.
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授業の内容 |
授業項目 | 授業項目ごとの達成目標 |
1. 電子工学の紹介(1 回)
2. 電界中と磁界中の電子の運動(3 回)
3. 電子放出と光の粒子性(2 回)
4. 電子の波動性(1 回)
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・多様な技術に電子の性質が活かされていることを把握できる.
・電子の基本的な性質を説明でき,電界および磁界中を運動する電子に働く力を計算できる.
・光の粒子性を理解し,光電効果を説明できる.
・電子の波動性を理解し,二重スリット実験の結果を説明できる.
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前期中間試験 |
実施する
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5. 原子と電子(原子の構造)(4 回)
6. 真空管(3 回)
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・ボーアの原子模型における原子半径を計算できる.
・エネルギー準位とスペクトル系列について説明できる.
・二極管および三極間の動作原理を理解し,整流作用および増幅作用について説明できる.
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前期期末試験 |
実施する
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7. ブラウン管の仕組み(1 回)
8. 蛍光灯の仕組み(1 回)
9, 電子レンジの仕組み(1 回)
10. 固体内の電子(4 回)
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・ブラウン管,蛍光灯,電子レンジの動作原理を説明できる.
・孤立原子における電子のエネルギー準位を計算できる.
・導体,半導体および絶縁体の帯構造の概略を図示できる.
・不純物半導体について説明できる.
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後期中間試験 |
実施する
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11. pn接合とダイオード(3 回)
12. トランジスタ(2 回)
13. 太陽電池および発光ダイオードの仕組み(1 回)
14. CPU(中央演算装置)と論理回路(1 回)
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・pn接合の帯構造を図示し,ダイオード内のキャリアの流れを説明できる.
・トランジスタの構造を理解し,動作原理を説明できる.
・pn接合型の太陽電池および発光ダイオードの構造を理解し,動作原理を説明できる.
・CMOS論理回路の動作を説明でき,論理回路の組み合わせでCPUが成り立つことを理解できる.
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後期期末試験 |
実施する
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