電子回路 （電子回路１）

Electronic Circuit

9912473

12PHELE303

勝本　信吾

Shingo Katsumoto

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜1限

First period on Wednesday

理学部第一部　物理学科

Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅰ

2.00単位

講義

Lecture

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

電子回路を学んでいく上での基礎となる概念，考え方，その使い方を紹介する．

電子回路は，物理学の実験研究において必須の道具であるばかりではなく，極めて重要な理論・実験の展開の場でもある．

近年，制御も含めた計測技術が長足の進歩を遂げ，かつては測定困難であった物理量を詳細に取得して調べることもしばしば行われるようになった．
このような技術を使いこなすには，既存の計測機器に加えて，インターフェースを工夫することが求められるが，そのような回路の設計のためのツール整備も進み，面倒な回路設計法を知らなくても，中心となる物理さえつかんでいれば回路設計，更には製作も容易に外部委託できるようになっている．

本講義では，これら電子回路物理のコアになる部分を，極力簡単な例から解説し，回路シミュレータによる実習により確認し体得することを目的とする．電子回路に現れる物理系の実体的なモデル化は，理論研究においても役立つ概念となる．

全体を通して，一見複雑多様に見える電子回路に対する，簡単で少数の物理学的視点からの統一的理解を得ることを目的とする．

この科目は本学科のディプロマ・ポリシーに定める「物理現象の奥にある普遍性と本質に迫る思考方法の涵養を通じて，問題発見と解決の能力」を身につけるためのものである．

1. 電子回路を物理系としてどのように捉えるか．そのごく基本的な考え方を理解する．
2. 線形応答の初歩，実体を数学モデルに射影する一つの手法について学ぶ．
3. 非線形素子を線形的に扱う例として半導体素子の初歩を学ぶ．
4. 電子回路の枠を超えて重要である帰還の概念．
5. 実験研究で欠かすことのできない，標本化定理，物理的な雑音（ゆらぎ）の基本的な知識を得る．

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/​​​

前提履修科目: 電磁気学１，２，３．物理数学２Ａ，２Ｂ
物理学実験３と関連がある．

小テストの実施　Quiz type test／実習　Practical learning

概念の確認のための簡単な小テストを，LETUSを通して実施する．
フリーの電子回路シミュレーションソフトウェアQSpiceを用い，回路の動作を確認する実習を行う．

講義の内容は，講師が他所大学院で行ったものを学部向けにブレークダウンしたものになる．
大学院向けの講義ノートと，使用したスライドが公開されている．

講義ノート：物理屋のための電子回路論
スライド：「電子回路論」使用スライド

講義の先の方を予習したい方は上記の教材にほぼすべて含まれている．ただし，この講義に対しては上記はむろん，過剰である．この講義のためには，内容をエッセンスに絞った短い講義ノートを別途書き下ろし，回路シミュレータの動かし方のマニュアルを講義の進行に合わせて用意するので，順次これらを参考にすれば十分である．

小テストや演習については，最終的には受講者全員が満点を取ることを想定しており，したがって出席と同様な扱いとなる．
それ以外に，2週に１回，2題程度の問題を出し，次の問題を出すまでに解答を提出してもらう．最終週には数題の問題を出し，1〜2問を選択して解答を提出する．これらの採点結果および出席状況により成績を評価する．

・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

N

-

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

「準備学習」にも示したが，
講義ノート：物理屋のための電子回路論
スライド：「電子回路論」使用スライド

参考書：
安藤 繁「電子回路 ー 基礎からシステムまで」 (培風館，1995）
松澤 昭「基礎電子回路工学」（電気学会大学講座，2009）

1.  電磁場と電子回路    電子回路を学ぶための最低限の予備知識．集中定数回路の概念．
2.  線型回路序論    線形応答．伝達関数．交流回路と複素数表示．
3.  4端子回路  電子回路を4端子回路のブロックの組み合わせとして理解する．
4.  回路方程式  電子回路の電磁気学であるキルヒホッフの法則．
5.  周波数特性  ボード線図による周波数特性の表示と複素応答関数．多数の周波数の重ね合わせで考える過渡応答の取り扱い．
6.  増幅回路とフィルター    増幅素子の構成．信号伝達における物理的な制限とアナログフィルター回路．
7.  帰還と系の制御    帰還を用いた機能回路．正確な増幅回路，発振回路．
8.  分布定数回路    信号路の取り扱い．
9.  信号・雑音・波形解析    通信工学の初歩，物理系に内在する雑音，外来雑音．
10.  離散化信号・標本化定理    標本化（サンプリング）による信号の離散化．
11.  離散関数変換と離散化信号処理    離散フーリエ変換，z変換，これらを用いた信号処理．
12.  ディジタル信号とディジタル信号処理    ディジタル信号伝送とディジタル信号処理の手法例．
13.  ゲート，メモリ，AD/DAコンバーター    論理回路，順序論理回路，メモリ，様々な手法によるAD/DAコンバーターの構成．
14.  FPGAとHDL  大規模な機能特化論理回路の迅速な構成を可能にするFPGAとハードウェアをコンピュータ上に記述するHDLの紹介．

会社員，大学の教員として，固体物理学の実験研究に携わる．会社では宇宙用多接合太陽電池の開発研究に携わる．大学では，特に半導体デバイス中の量子現象の研究を行ってきた．

-

-

Y

N