シラバス
※学期中に内容が変更になることがあります。

2020年度


11620200-002 

△電子デバイスⅠ-2
Electronic Devices I-2
2単位/Unit  秋学期/Fall  京田辺/Kyotanabe  講義/Lecture

  𠮷門 進三

<概要/Course Content Summary>

電子デバイスはエレクトロニクスの根幹をなすものといっても過言ではない。すなわち,電子デバイスなくして今日のエレクトロニクスの発展はあり得なかったわけである。電子デバイスは,最近では半導体デバイスを指すことが多い。電子デバイスとは,非常に質量の小さい,負の素電荷をもった電子の運動を電気的に制御し,増幅,信号処理等に使用する素子のことをいう。電子が存在している母体が,以前では真空であった(いわゆる電子管)が最近ではほとんど半導体と呼ばれる物質に置き換わっているのである。本講義は,半導体デバイスの基本概念,種類,働きの概略を全体的に学んだ上で,後に続く電気電子材料等の講義を聴くと高度な内容に対してもより理解が深まるであろうという観点から行われる。本来電子デバイスの動作を理解するためには量子力学が必要であるが,量子力学の知識が無くても理解できるようにする。どうしても必要な場合には適宜説明を行う。

<到達目標/Goals,Aims>

学生が現在開発されて使用されている半導体デバイスについて,個々のデバイスの動作原理ではなく,半導体デバイスの動作原理を理解するために必要な共通の基礎を講義する。その結果,デバイスが異なってもその動作原理の理解が容易になる。

<授業計画/Schedule>

(実施回/
Week)
(内容/
Contents)
(授業時間外の学習/
Assignments)
(実施回/ Week) 第1回  (内容/ Contents) 講義の計画・内容の説明  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第2回  (内容/ Contents) 原子の結合1:原子の構造  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第3回  (内容/ Contents) 原子の結合2:化学結合(共有結合)  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第4回  (内容/ Contents) 原子の結合3:化学結合(イオン結合)  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第5回  (内容/ Contents) 半導体内の電子1:エネルギー帯モデル  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第6回  (内容/ Contents) 半導体内の電子2:真性半導体,n型半導体,P型半導体,ドナーアクセプタ  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第7回  (内容/ Contents) 半導体内の電子3:フェルミ・ディラックの統計  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第8回  (内容/ Contents) 半導体内の電子4:状態密度  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第9回  (内容/ Contents) 半導体内の電子5:キャリア濃度  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第10回  (内容/ Contents) 半導体内の電子6:フェルミエネルギー  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第11回  (内容/ Contents) pn接合1:pn接合の形成,接合ダイオード,内部電位,空之層  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第12回  (内容/ Contents) pn接合2:拡散電流とドリフト電流。電流の連続の式  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第13回  (内容/ Contents) pn接合3:pn接合の空乏層幅,空之層容量  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第14回  (内容/ Contents) pn接合4:pn接合ダイオードの電圧・電流特性1  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 
(実施回/ Week) 第15回  (内容/ Contents) pn接合5:pn接合ダイオードの電圧・電流特性2  (授業時間外の学習/ Assignments) 講義内容の復習 

<成績評価基準/Evaluation Criteria>

中間レポート  10%  適宜加算(期末試験の点数に考慮される場合がある) 
期末筆記試験  90%  到達目標に到達するように計算や説明を行えるようにする。 

中間レポートに関しては課題に対しての積極的な取り組みが評価される。

 

<成績評価結果/Results of assessment>   成績評価の見方について/Notes for assessment

    

登録者数

成績評価(%)

評点
平均値

備考

A B C D F
113 14.2 8.8 20.4 26.5 30.1 0.0 1.5

<参考文献/Reference Book>

松本智著  『半導体テバイスの基礎』初版 (培風館、2003)236 ISBN:563-03685-4 内容が精緻であり,より高度な事項を理解するのに適した教科書である。 
 

沼居貴陽編著  『固体物性工学』(オーム社、2012)ISBN:978-274-21276-5 新しく出版された教科書である。理解しやすいことに重点が置かれている。また,入門書として適している。 
 

両参考書とも,比較的厳密に記述されており将来的にも役に立つ

 

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