情報素子特論 (G35A)

日本大学理工学部

2024年大学院理工学研究科シラバス - 精密機械工学専攻

設置情報

科目名	情報素子特論
設置学科	精密機械工学専攻	学年	1年
担当者	高橋　芳浩	履修期	前期
単位	2	曜日時限	水曜5
校舎	船橋	時間割CD	G35A
クラス

概要

学修到達目標	近年，情報技術を支える多種多様な電子素子が開発されつつある．本講義では，信号の検出・増幅・伝送・蓄積等の情報処理の基本的機能を実現する例として半導体集積回路について学ぶ．これにより，半導体の基本的な物性や特性，MOS型電界効果トランジスタの動作原理、各種ロジック回路およびメモリデバイスなどについて理解することができる．
授業形態及び授業方法	「対面授業」板書あるいはスライドを用いて講義を行う．なお、講義中に随時関連するエレクトロニクスの基礎的事項やトピックスについて総合的な質疑・応答や討論を行い、幅広い知識の体系化を目指す．必要に応じて関連資料を配布する．
準備学習（予習・復習等）の内容・受講のための予備知識	物理ならびに電子工学に関する基礎知識を必要とする．

授業計画

第1回	集積回路の歴史的発展：トランジスタの発明から現在の大規模集積回路に至る技術変遷について説明する．	【事前学修】シラバスの内容を確認の上，授業に臨むこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習する	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第2回	半導体の基礎知識(1)：半導体材料の原子構造，エネルギーバンド構造について説明する．	【事前学修】エネルギーバンド構造について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後課修】講義を実施した範囲について，教科書・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第3回	半導体の基礎知識(2)：半導体のキャリア密度，キャリアのエネルギー分布について説明する．	【事前学修】キャリアの密度，エネルギー分布について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，教科書・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第4回	半導体の基礎知識(3)：半導体中におけるキャリアの運動について説明する．	【事前学修】半導体中の電流伝送機構について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，教科書・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第5回	集積回路の基礎知識(1)：pn接合ダイオードの構造および動作原理について説明する．	【事前学修】pn接合ダイオードの動作原理について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，教科書・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第6回	集積回路の基礎知識(2)：MOS構造の動作原理について説明する．	【事前学修】MOS構造の動作原理について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，教科書・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第7回	集積回路の基礎知識(3)：MOSFETの構造および動作原理について説明する．	【事前学修】MOSFETの動作原理について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，教科書・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第8回	インバータ回路：MOSFETを使用した各種インバータ回路の構成と動作原理について説明する．	【事前学修】インバータ回路について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第9回	CMOS回路(1)：CMOS構造を用いた各種組み合わせ回路の構成と動作原理について説明する．	【事前学修】CMOS構造について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第10回	CMOS回路(2)：CMOS構造を用いた順序回路の構成と動作原理について説明する．	【事前学修】順序回路について予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第11回	DRAMの構成と動作：コンピュータのメインメモリとして多用されるダイナミックRAMの構造や動作原理について説明する．	【事前学修】DRAMについて予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第12回	SRAMの構成と動作：リフレッシュが不要なスタティックRAMの構造や動作原理について説明する．	【事前学修】SRAMについて予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第13回	半導体不揮発性メモリの構成と動作：記憶保持に電源が不要な不揮発性メモリの構造や動作原理について説明する．	【事前学修】半導体不揮発性メモリについて予習し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第14回	半導体デバイスの信頼性(1)：半導体メモリやMOSFETの劣化機構など，半導体デバイスの信頼性について説明する．	【事前学修】半導体デバイスの劣化機構について調査し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第15回	半導体デバイスの信頼性(2)：宇宙環境における半導体デバイスの信頼性について説明する．	【事前学修】半導体デバイスの放射線照射効果について調査し，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，提示資料・ノートを用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間

その他

教科書	学部生時代に半導体関連の講義を受講した際の教科書を参考にすること．
参考資料コメント及び資料（技術論文等）	松波弘之，吉本昌広『半導体デバイス』共立出版 2000年第1版電子情報技術産業協会『ICガイドブック』日経BP出版センター 2009年第11版田丸啓吉，野澤博『集積回路工学』共立出版 2009年第1版
成績評価の方法及び基準	宿題，レポートを総合的に評価する． ※新型コロナウイルスの影響に伴い変更の可能性がある．変更の場合は授業時に伝達する．
質問への対応	随時行う。また、メールによる質問にも対応する。
研究室又は連絡先	船橋校舎425室 E-mail: takahashi.yoshihiro@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	水曜船橋 12:00 ～ 13:00
学生へのメッセージ

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