科目名 集積回路
単位数 2.0
担当者 情報工学専攻 准教授 高橋 賢
履修時期 後期
履修対象 3年次
概要 半導体デバイスを用いた製品は世の中にあふれていますが、日常生活の中で半導体デバイスの存在を意識することはほとんどありません。半導体デバイスは故障なく正しく動作することが当たり前のように思われており、障害が発生すれば人命や財産に多大な影響を及ぼす機器にも利用されています。この講義では、半導体デバイスの原理や構造、様々な半導体デバイス、試験方法を学びます。講義形式により授業を行います。
科目の到達目標 受講生が半導体デバイスの基本原理、様々な半導体デバイス(メモリ、RFデバイス、イメージャ、ADC、DAC、SoC、2.5D/3Dデバイス、パワーデバイス)、およびそれらの試験方法を理解することを目指します。
受講要件 解析学I、情報基礎数学、通信方式の単位を取得していることが望ましいです。
事前・事後学修の内容 事前学修として教科書の指定範囲を読み理解する努力をすること、また事後学修として講義中に配布するハンドアウトの内容を復習することが必要です。
講義内容 1. イントロダクション(スイッチや可変抵抗による論理ゲートのハードウェア化)
2. 接合トランジスタ(真性半導体と外因性半導体・ダイオード・トランジスタ)
3. エネルギ帯構造(最外殻電子数・エネルギ準位・ダイオードの動作特性)
4. 電界効果トランジスタ(JFET・MOSFET・ピンチオフ電圧)
5. MOSトランジスタによる論理回路(CMOS論理回路・動作曲線・ファンアウト)
6. 動作速度と消費電力(動作解析モデル、ダイナミック・スタティック消費電力)
7. 集積回路の構造と製造技術(レイアウト図・製造プロセス・チップ面積)
8. 集積回路の実装(パッケージの種類・SoC・SiP・プリント基板)
9. RFデバイスとパワーデバイス(SAW・超格子デバイス・IGBT・DMOS・SCR)
10. センサデバイス(サーミスタ・ガスセンサ・磁気センサ・圧力センサ)
11. エレクトロルミネセンス(真性ELと注入型EL・発光最短波長・青色発光ダイオード)
12. レーザ(自然放射と誘導放射・DHレーザとDFBレーザ・光増幅器)
13. 受光デバイス(CCDイメージャとCMOSイメージャ・pinフォトダイオード・APD・水素化アモルファスシリコン)
14. メモリデバイス(ラッチとメモリ・SRAM・DRAM・フラッシュメモリ)
15. まとめ
※授業の順序は変更することがあります。
※上記とは別に期末試験を実施します。
評価方法 期末試験、レポート、講義中に行う出席票、および授業態度を総合して評価します。評価の基準は「学生HANDBOOK」に記されているとおりです。
教科書等 教科書:安永 守利,集積回路工学,森北出版,ISBN-10: 4627775717
また、講義中に必要な資料を配付しますので、ノートやメモを用意する必要はありません。
担当者プロフィール 授業内容などに関する学生の個別学習相談を受け付けています。メールで面会の予約の上でお越しください。 担当者プロフィールについては、https://s-taka.org/ をご覧ください。
備考 【教職】高一種(情報)