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教員名 : 高橋 泰樹
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開講年度
2026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
学年
カリキュラムにより異なります。
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。 また、本講義の続きとなる「アナログ電子回路Ⅱ」と一部重複するが、トランジスタを応用した回路として多段増幅回路、差動増幅回路(OPアンプ)の基本回路についても基礎的な部分について学び、理解を深める。OPアンプはアナログ演算もでき、また測定器や計測器の増幅回路として一般的に広く使われている。 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(ダイオードの静特性やトランジスタ静特性)の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。 ・基本動作 ・静特性 ・簡単なダイオード回路 ・定電圧ダイオード ・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
製造時に連続的に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
p型、n型の半導体により(バイポーラ)トランジスタが構成できることを理解する。
トランジスタの基本動作、接地方式について学ぶ。 また、静特性についても学ぶ。 ・基本動作 ・接地方式 ・静特性 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
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。 トランジスタをアナログ的に動作させるためにバイアス電圧が必要なことを学ぶ。 また、電流増幅、電圧増幅の原理について学ぶ。 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
2電源方式から1電源方式にするための各バイアス方式の違いを認識する。
各バイアス方式の違いを認識する。 バイアス回路構成に必要なトランジスタの周辺抵抗の値を計算できるようにする。 電気回路理論Iの知識を必要とする。 ・固定バイアス回路 ・自己バイアス回路 ・電流帰還バイアス回路 ・交流負荷線、直流負荷線 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。 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
hパラメータと静特性の関係について理解し、等価回路が書けるようにする。
・hパラメータ ・hパラメータを用いた等価回路 事後学習・事前学習
hパラメータと静特性の関係を確認。
等価回路が書けるようにする。 4時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
トランジスタの周辺回路にコンデンサが含まれることや、トランジスタ自体が静電容量を持つことから、トランジスタ回路が周波数特性を持つことを学ぶ。
・デシベル表記 ・トランジスタ回路の簡単な周波数別回路解析 事後学習・事前学習
トランジスタ回路が周波数特性を持つことを確認する。
主に何がその要因になっているのかを理解する。 4時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
電界効果トランジスタ(ユニポーラトランジスタ)の基本構造や基本動作原理について学ぶ。
バイポーラトランジスタとの動作原理の違いを理解する。 ・接合型電界効果トランジスタの基本動作 ・MOS型電界効果トランジスタの基本動作 事後学習・事前学習
バイポーラトランジスタとの動作原理の違いを確認。
4時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
電界効果トランジスタ(ユニポーラトランジスタ)の基本構造や基本動作原理について学ぶ。
・接合型電界効果トランジスタの静特性 ・MOS型電界効果トランジスタの静特性 ・C-MOS 事後学習・事前学習
バイポーラトランジスタとの特性の違いを確認。
4時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
電界効果トランジスタの基本的なバイアス回路について簡単に学ぶ。
・バイアス回路と増幅作用 事後学習・事前学習
電界効果トランジスタのバイアス回路について確認し、バイポーラトランジスタとの違いを認識する。
4時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
比較的大きな電力を増幅するための電力増幅回路の基礎について学ぶ。
A級、B級の違いについて理解する。 ・A級増幅回路 ・B級増幅回路 事後学習・事前学習
A級、B級の違いについて確認。
4時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
負帰還回路の基礎について学ぶ。
負帰還の種類 増幅回路に負帰還を適用することで、周波数帯域の拡大ができる基本的な原理を理解する 事後学習・事前学習
一般的な増幅回路では負帰還回路が使われていることを確認。
負帰還回路の有効性を理解。 4時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
差動増幅回路の基本動作について学び、それがIC化されたOPアンプの基本について学ぶ。・差動増幅回路の基本原理
・理想OPアンプ(仮想接地、スルーレート) OPアンプが別名演算増幅器と呼ばれることを認識し基本応用回路について学ぶ。 ・反転/非反転増幅回路、差動増幅回路 ・加算回路、減算回路 事後学習・事前学習
OPアンプの基本〜応用回路を確認。
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。
授業中に適宜、ミニテスト(練習問題)を実施し、提出してもらう。(成績評価の一部に使う) 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
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