| 授業の目標と概要 |
DVD録画機やスマートフォンなどの製品だけでなく、装置の自動化のために使用されるセンサーなどの機器を開発するためには、それらに使用されている主要素子の動作
原理や役割を理解する必要がある。これらの機器にはダイオードやトランジスタ、LED、レーザーなどの機能デバイスが使用されている。
機能デバイス工学では、これらの動作原理や電気特性、それらを使用した回路の動作特性について理解することを目的とする。
釧路高専教育目標：C，JABEE：d-1-3
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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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本科目は固体中の電子の振る舞いを理解しておくことが必要である。そのため、量子統計工学の知識を必須とする。
履修希望者は、量子統計工学の単位を取得しておくこととする。
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| 到達目標 |
◎ダイオード、トランジスタ、光デバイスの基本的な動作原理を理解し、一般的な言葉を用いて説明できる。
◎各種デバイスが何に実用されているか説明できる。
◎電子回路中での各種デバイスの役割と必要性を説明できる。
◎各種デバイスの動作を数式を用いて説明できる。
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| 成績評価方法 |
合否判定：演習レポートの内容で評価し、その評点が60点を超えていること。
最終評価：合否判定に同じ。
再試験：演習レポートの未提出部分の提出。
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| テキスト・参考書 |
参考書：
『増補改訂版 図説電子デバイス 』 菅 博他、産業図書
『半導体デバイス 第2版』 S. M. ジィー、産業図書
『Physics of Semiconductor Devices』 S. M. Sze、Wiley-Interscience
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| メッセージ |
素子の動作原理だけでなく、実際にどこで使われるかについても触れる。
また、各素子の将来展望についても触れる。
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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． ガイダンス
2． 量子力学の基礎１
3． 量子力学の基礎２
4． 結晶とバンド、半導体のキャリア
5． pn接合
6． ダイオード
7． バイポーラトランジスタ
8． 増幅回路
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・電子と光子の粒子性と波動性を説明できる。
・簡単な問題に対してシュレディンガー方程式を適用できる。
・電子回路中における半導体の役割を説明できる。
・半導体中のキャリアの振る舞いを説明できる。
・フェルミ準位やバンド構造の模式図を説明できる。
・pn接合の原理とダイオードの動作原理、電気特性、役割を説明できる。
・トランジスタの動作原理、電気特性、役割を説明できる。
・増幅回路を設計できる。
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| 後期中間試験 |
実施しない
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9． 接合型電界効果トランジスタ
10． MOS型電界効果トランジスタ
11． 半導体集積回路
12． 発光ダイオード
13． 半導体レーザー
14． 太陽電池
15． 機能デバイスの将来展望
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・JFETの動作原理、電気特性、役割を説明できる。
・MOSFETの動作原理、電気特性、役割を説明できる。
・半導体集積回路であるNAND回路の動作を説明できる。
・半導体の発光原理
・半導体への光照射の効果を説明できる。
・機能デバイスの将来展望について一般的な言葉を用いて説明できる。
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| 後期期末試験 |
実施しない
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