電子工学基礎

Fundamentals of Electronic Engineering

994326A

43ELPRS201

安藤　靜敏

Shizutoshi ANDO

2024年度前期

水曜5限

工学部　電気工学科

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

トランジスタの発明を契機とした半導体素子の進歩は目を見張るものがある。今やエレクトロニクス関係だけはでなく宇宙、航空、メカトロニクス、メディカルエレクトロニクスなどの分野から自動車、電化製品まで幅広く浸透してきている。このような半導体工学の発展はエネルギーバンド理論に基づいた半導体物性論の進歩と並行して高純度結晶の育成法の開発によるものである。ここでは固体電子論に基づいて半導体物性を学ぶ。

半導体工学に必要な量子論に基づいたエネルギーバンド理論および固体（金属及び半導体）の物性論を学び理解する。

量子論的な知識とそれに基づく基本的な固体の電子論および半導体の物性論を理解できる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

量子力学を履修しておくことが望ましい。

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授業の前日までにしっかりと行うこと。

講義の平常点(30%)と到達度試験の結果(70%)で評価を行う。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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柴田直著「半導体デバイス入門−その原理と動作のしくみ−」数理工学社

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高橋清・山田陽一共著「半導体工学　半導体物性の基礎(第３版）」　森北出版
國岡昭夫・上村喜一共著「新版基礎半導体工学」朝倉書店

1 　　電気抵抗とは何か−電子ガスモデル（１）
　　　　　　　　　　電気抵抗率、古典的電子ガスモデル

2 　　電気抵抗とは何か−電子ガスモデル（２）　　
　　　　　　　　　　電界と磁界のあるとき

3 　　結晶（１） 　　
　　　　　　　　　　固体における結合の形、結晶の対称性、結晶構造

4 　　結晶（２） 　　
　　　　　　　　　　ミラー指数、結晶の不完全性

5 　　結晶と電子波（１）
　　　　　　　　　　電子波、一定ポテンシャル場の中の電子、状態の数

6 　　結晶と電子波（２）
　　　　　　　　　一定ポテンシャル場の中の電子、状態の数 　　

7 　　エネルギー帯（１） 　　
　　　　　　　　　　結晶の中の電子

8 　　エネルギー帯（２） 　　
　　　　　　　　　　　クローニッヒ・ペニーのモデル、禁制帯の物理的意味ブリルアン帯 　　

9 　　電子のエネルギー分布（１）　　
　　　　　　　　　　　統計法則とエントロピー，フェルミ・ディラック分布

10　　電子のエネルギー分布（２）
　　　　　　　　　　　フェルミ・ディラック分布関数の性質，電子密度

11　　電子の運動（１） 　
　　　　　　　　　　電子の運動方程式，負の実効質量−正孔の概念，電気伝導

12　　電子の運動（２） 　　
　　　　　　　　　　金属・絶縁体・半導体の違い，古典的ガスモデルにおける問題点に関して

13　　半導体（１） 　　
　　　　　　　　　　半導体中のキャリア平衡、真性半導体、不純物半導体

14　　半導体（２）
　　　　　　　　　　不純物半導体のキャリア統計、縮退半導体、実験結果の解析

15　 到達度達成試験と解説
　　　　　　　　　　これまでの理解度を試験により評価する。

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