シラバス情報

開講年度
2025年度
開講学期
前期
科目名
アナログ電子回路I
授業種別
講義
科目名(英語)
Analog Electronic Circuit I
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A0100002 アナログ電子回路I [J0][対面]
担当教員
高橋 泰樹
単位数
2.0単位
曜日時限
木曜2限
キャンパス
新宿
教室
A-0715教室

学位授与の方針
1 基礎知識の修得   20 %
2 専門分野の知識・専門技術の修得   80 %
3 汎用的問題解決力の修得   0 %
4 道徳的態度と社会性の修得   0 %
具体的な到達目標
・各種接地方式の特徴を理解する。・バイアス回路の動作ついて理解する。(信号と電源の関係)・トランジスタ等価回路を理解する。(交流成分で考える部分。直流成分で考える部分。)
受講にあたっての前提条件
「電気回路理論I」「電気回路理論II」の内容を理解していること.
授業の方法とねらい
ダイオードやトランジスタという単語はよく耳にする基本的な半導体部品であり、それらの構造等もちょっとした文献でよく目にすることができる。しかし、これらダイオードやトランジスタを具体的に電子回路中で動作させるには、どのように電源・入力・出力を接続したらいいのかは別の話である。本講義では、アナログ系電子回路の基本機能として、これらダイオード、トランジスタの基本特性を学び、どのように電圧を与え、電流を流したら動作させられるのかを学ぶ。
 ダイオード、バイポーラトランジスタ、ユニポーラトランジスタ(電界効果トランジスタ(FET))の基本特性を学び、バイアス回路の基本設計及び、増幅回路の働きと等価回路による動作量の計算法の基礎について理解を深める。
 この講義は「アナログ電子回路II」へ続く。

 また、2年次に履修した「情報通信工学実験Ⅰ」の実験内容に関する理論的な内容が多く含まれているので実験内容を思い出しながら講義を受講することが望ましい。
AL・ICT活用
特に活用しない

第1回
授業形態
対面
事前学習
電気回路理論Ⅰの内容を復習し、簡単な電気回路の回路方程式を作り、解けるようにしておく。
ダイオードやトランジスタが身の回りの製品のどのようなところに使われており、どのような役割をしているのか、簡単に調べておく。
2時間
授業内容
・電気回路理論の基礎の復習
 回路理論の基礎(抵抗、インピーダンス、オームの法則、キルヒホッフの法則)について復習する。
・半導体の基本的な性質
 半導体とはどういうモノかを軽く学ぶ(詳細は半導体関連の別科目で学ぶことができる)。
 p型、n型の半導体について理解する。

事後学習・事前学習
p型、n形半導体とはそれぞれ言うものか。
それぞれの基本的な特性を確認。
2時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
・pn接合ダイオードとその性質
 p型、n型の半導体の接合面ではどのような現象が起こるかを簡単に学ぶ。
 その接合面での特有な現象を利用したデバイス「ダイオード」 について、様々な種類とその特徴について学ぶ。
・簡単なダイオード回路
 回路に組み込んだときの動作を知り、周辺抵抗との関係を回路解析により理解できるようにする。
・ツェナダイオード、発光ダイオード
 身近な電源回路で使われているツェナダイオードや直接目にする機会が多い発光ダイオードについて学ぶ。 回路に組み込んだときの動作を知り、回路解析により周辺抵抗などの定数を決定できるようにする。
事後学習・事前学習
連続的にp型、n型半導体を構成すると「ダイオード」として機能することを確認し、さらにどのような電気的特徴を示すのかを確認。
(2年次履修の「情報通信工学実験Ⅰ」の実験テーマ内容(ダイオードの静特性)との対応について確認)
4時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタの基本回路
 トランジスタの動作原理を学び、どの足(端子)にどのような方向に電圧をかけると動作させることができるかを理解する。
 接地方式と接続電源の向きを理解する。
事後学習・事前学習
トランジスタの基本的な構成や基本動作原理を確認。
4時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタの増幅作用(その1)
 主に、トランジスタの静特性(入力、電流伝達、出力、電圧帰還)について学ぶ。
 入力特性、電流伝達特性について理解する。
 その際、バイアス電圧の重要性について十分理解できるようにする。
 また「電流増幅率」というパラメータの重要性にも注意する。
事後学習・事前学習
トランジスタの静特性の重要性について確認。
トランジスタをアナログ的に動作させるためにはバイアス電圧が必要な理由が説明できるように。
(2年次履修の「情報通信工学実験Ⅰ」の実験テーマ内容(バイポーラトランジスタの静特性)との対応について確認)
4時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタの増幅作用(その2)
 前回の講義の続き。出力特性、電圧帰還特性について十分理解できるようにする。
 動作点、負荷線について理解し、静特性グラフ内に正しく作図できるようにする。
事後学習・事前学習
トランジスタの静特性の重要性について確認。
トランジスタをアナログ的に動作させるためにはバイアス電圧が必要な理由が説明できるようにる。
(情報通信工学実験Ⅰの実験テーマや内容との対応について確認。)
4時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタのバイアス回路(その1)
 電気回路理論Iの知識を必要とする。
 トランジスタを増幅器として動作させるために重要な「バイアス電圧」を作り出すための回路についての動作原理を学ぶ。
 コンデンサの働きを理解する。
 固定バイアス回路の動作原理と考え方を理解する。
 例題を解けるようにする。
事後学習・事前学習
1電源でバイアス回路が構成できることを確認。
各バイアス回路の違いを確認。
4時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタのバイアス回路(その2)
 前回の講義の続き。自己バイアス回路について学ぶ。
 例題を解けるようにする。
事後学習・事前学習
1電源でバイアス回路が構成できることを確認。
各バイアス回路の違いを確認。
4時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタのバイアス回路(その3)
 前回の講義の続き。電流帰還バイアス回路。
 講義で扱うバイアス回路の中で、一番複雑であるが、一番実用的な回路である。
 動作を十分理解し、各部分の抵抗値を決定できるようにする。
 例題を解けるようにする。
 これまで学んだ3つのバイアス回路を区別できるようにする。
事後学習・事前学習
1電源でバイアス回路が構成できることを確認。
各バイアス回路の違いを確認。
4時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタ増幅回路の等価回路(その1)
 トランジスタを入力抵抗と電流源として扱えることを理解する。
 等価回路のパラメータと静特性の特性の関連性について理解する。
事後学習・事前学習
静特性とhパラメータの関係を確認。
hパラメータを使って、トランジスタ回路が等価回路で簡単に表現できることを確認。
4時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタ増幅回路の等価回路(その2)
 前回の講義の続き。等価回路を使って簡単に回路を解析できるようにする。
 等価回路のパラメータを用いることで各種接地回路を理論的に比較できることを学ぶ。
事後学習・事前学習
静特性とhパラメータの関係を確認。
hパラメータを使って、トランジスタ回路が等価回路で簡単に表現できることを確認。
4時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
・トランジスタ回路の周波数特性 
 増幅度とデシベル表記
 周波数特性を持つ理由について学ぶ。
 周波数帯域ごとに等価回路を使った簡単な理論解析を学ぶ。
事後学習・事前学習
周辺回路にコンデンサが含まれることや、トランジスタ内部の容量により、周波数特性を持つことを確認。
主として何が要因で周波数特性が現れるのかを理解する。
4時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
・電界効果トランジスタ(その1)
 前回までの講義では電流で電流を制御するトランジスタ(バイポーラ型)を扱ったが、ここでは電圧(電界)で電流を制御するトランジスタ(ユニポーラ型)について扱う。
 このトランジスタの動作原理と特徴を理解する。(バイポーラ型との違い、長所を理解する。)
事後学習・事前学習
バイポーラトランジスタとユニポーラトランジスタの基本動作の違いを確認。
(2年次履修の「情報通信工学実験Ⅰ」の実験テーマ内容(FETとスイッチング回路)との対応について確認)
4時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
・電界効果トランジスタ(その2)
 前回の講義の続き。様々な電界効果トランジスタの特徴と基本動作を理解する。
 電界効果トランジスタのバイアス回路について学ぶ。

事後学習・事前学習
バイポーラトランジスタとユニポーラトランジスタの基本動作の違いを確認。
4時間
第14回
授業形態
遠隔(オンデマンド)
授業内容
【オンデマンドEX】
全体を通しての復習を練習問題を使って行う。
指示した日までに実施すること。
事後学習・事前学習
1回目から13回目までのそれぞれの重要なポイントについて復習
4時間
第15回
授業形態
対面
授業内容
学修到達度の確認(授業内試験)
事後学習
全体を通し半導体デバイスがどのような動作をするのか、それぞれ動作させるためにどのような周辺回路が必要なのかを確認し、理解する。
また、それぞれ世の中でどのように役に立つのかを確認する。
4時間

成績評価の方法
学期末筆記試験を14回目に実施し、A+〜F の6段階で評価し、D以上の者を合格とする。
受講生へのフィードバック方法
オンデマンド授業となる「第14回」に、KU-LMSに全体の講評をアップロードする。

教科書
アナログ電子回路、大類重範[日本理工出版会]
参考書
様々な本が出版されているので、特に「これ」といった参考書を指定しないが、例えば、
・電子回路 基礎から応用まで、坂本康正[協立出版]
・基本からわかる電子回路 渡部英二 監修[オーム社]

オフィスアワー
講義後、新宿校舎23階八王子教員控室

毎週水曜日 17:30〜21:00
八王子5号館704室
(メール対応は上記以外の時間にも可能な場合がある)
受講生へのメッセージ
基本的な半導体デバイスであるダイオードやトランジスタの基礎的な内容であるので情報通信分野のバックグラウンドの常識として知っておくことが望ましい。
また、2年次に履修した「情報通信工学実験Ⅰ」の実験内容に関する理論的な内容が多く含まれているので本講義を受講することが望ましい。
電気回路理論I、Ⅱで習う回路解析の基礎を理論を十分に理解した上で聴講することが望ましい。

実務家担当科目
実務家担当科目ではない
実務経験の内容

教職課程認定該当学科
該当なし
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目である
教育課程コード
Ⅱ3b
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a(Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修) ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと