Japanese / English

G0914400

電子デバイス工学

Electronic Device Engineering

開講部

工学部

開講学科

電子工学科

開講学年

3年次

開講時期

後期

単位数

2

単位区分

選択必修

系列区分

専門

講義区分

講義

教育目標

D
教授上野和良この先生のアンケート一覧を参照

授業の概要

トランジスタ、集積回路などの電子デバイスは、携帯電話、コンピュータなどの情報・通信機器や、電気自動車や各種モータなどの電力制御に広く用いられており、低炭素社会を実現するために、省エネや効率化が求められている。この授業では、主な電子デバイスの基礎となる半導体物理と主なデバイスの動作原理を学び、また特性を表す式を使って、それらを応用するための基礎知識を身に着ける。

授業の目的

バンド構造やキャリア伝導機構など半導体デバイス物理の基礎と、トランジスタなど基本的な電子デバイスの構造、動作原理や基本的な集積回路デバイスを理解し説明できるようになる。

達成目標

1.半導体デバイスの基礎となる半導体のエネルギーバンド、半導体中のキャリア伝導機構が理解・説明できる。
2.pn接合を用いたダイオード、バイポーラトランジスタ、サイリスタなどのデバイスの動作原理、特性が理解・説明できる。
3.MIS構造、MOS構造ダイオードの動作を理解し、それを用いたMOSFETの動作原理、特性が理解・説明できる。またMOSFETのスケーリングを理解し、スケーリングに伴う諸現象の原因が理解・説明できる。
4.ショットキー接合、ヘテロ接合を理解し、MESFET、HEMTなどの化合物半導体を用いた高速トランジスタの動作原理や特性を理解・説明できる。
5.MOSFETなどを用いた集積回路の基本的な構造、デバイス、プロセスが理解・説明できる。

授業で使用する言語

日本語

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.電子デバイスの役割、歴史、現状と課題 教科書 1章、13章を予習、配布資料を復習
2.固体中のエネルギーバンドと電子の分布(1):
半導体のバンド構造はどのようにしてできるのか
教科書 2章前半を予習、配布資料にそって復習
3.固体中のエネルギーバンドと電子の分布(2):
半導体中のキャリア密度は何で決まるのか
教科書 2章後半を予習、配布資料にそって復習
4.半導体中での電子・正孔の流れと生成・再結合電流:半導体中ではどのようにして電流が流れるのか、 教科書 3章を予習、配布資料にそって復習
5.pn接合とショットキー接合:バンド構造とキャリア分布はどうなるか 教科書 4章前半を予習、配布資料にそって復習
6.ダイオードの電流電圧特性:pn接合を流れる電流とショットキー接合を流れる電流は同じか 教科書 4章後半を予習、配布資料にそって復習
7.中間試験と解説 授業計画1−6回の配布資料にそって、対応する教科書を復習して準備。中間試験でわからなかった点を中心に復習
8.バイポーラトランジスタ:構造と動作原理 教科書 5章前半を予習、配布資料にそって復習
9.バイポーラトランジスタの特性 教科書 5章後半を予習、配布資料にそって復習
10.MOS構造、MOSダイオードの動作 教科書 6章(p.80まで)を予習、配布資料にそって復習
11.MOS界面のキャリア密度としきい値電圧 教科書 6章(p.80-90)を予習、配布資料にそって復習
12.MOSFETの構造と動作、MOSFETのいろいろ 教科書 6章(p.90以降)を予習、配布資料にそって復習
13.集積回路、メモリ、スケーリング 教科書 8章(8.1)13章を予習、資料にそって復習
14.パワーデバイス、化合物半導体デバイス 教科書10章、11章を予習。
配布資料にそって復習
15.期末試験と解説 授業計画8−14回を配布資料にそって復習し、準備。試験後、わからなかったところを中心に復習。

評価方法と基準

中間試験50%,期末試験50%で評価し、60%以上を合格とする。

教科書・参考書

教科書:電子デバイスの基礎と応用(長谷川文夫・本田徹)産業図書,
参考書:Semiconductor Devices, Physics and Technology, 3rd Edition (S. Sze, M. Lee) Wiley

履修登録前の準備

電磁気学、電子物性基礎、電子材料、電子物性、半導体工学の履修。

学習・教育到達目標との対応

1.(D)電子工学に関する基礎知識と、応用する能力を身につける。

オフィスアワー、質問・相談の方法

講義終了後30分、研究室(9K25)にて
それ以外に質問のある時は、メールで連絡すること

環境との関連

環境関連科目 (環境教育割合 5%)

地域志向

地域志向ではない科目

社会的・職業的自立力の育成

社会的・職業的自立力を育成しない科目

アクティブ・ラーニング科目

能動的な学修への参加を取り入れた授業が1コマ分以上

授業の到達目標と各学科の学習・到達目標との対応


最終更新 : Tue Sep 20 07:00:38 JST 2016