理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
ELC500X2（電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 500）マイクロ波トランジスタ工学特論Advanced Semiconductor Devices for Microware Engineering
三島 友義Tomoyoshi MISHIMA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学研究科Graduate School of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | YA540 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 金4/Fri.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| カテゴリーCategory | 電気電子工学専攻 |
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Outline (in English)
The aim of this lecture is to learn high frequency transistors which have been widely used in microwave or millimeter wave communication systems. The transistor's performances are strongly connected to physical properties of the used semiconductor materials; hence, the semiconductor physic and epitaxial growth are picked up on the lecture. The semiconductor materials targeted in this lecture are mainly compound semiconductors such as GaAs, InP, and GaN.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
本講義の目的は、近年の高周波無線通信システムで用いられている高周波トランジスタの知識を幅広く習得するとともに、トランジスタの高周波特性に強く関連する半導体物性とエピタキシャル結晶成長技術について高い専門知識を習得することにある。本講義で対象とする半導体材料はおもにGaAs、InP、GaNなどの化合物半導体である。
到達目標Goal
・化合物半導体とヘテロ接合の理解。
・高移動度トランジスタ(HEMT)の原理と応用の理解。
・ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)の原理と応用の理解。
・高周波デバイス応用システムの把握。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP2」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
おもに化合物半導体材料を用いた高周波デバイスと関連技術を理解する。 半導体の電子物性向上と構造の工夫によるトランジスタの高周波化を中心に講義する。 最新の高周波デバイス応用システムについても簡単に触れる。 半導体の基本から学び直し大学院生にふさわしい幅広い高周波関連技術を習得する。授業計画に沿ったパワーポイント資料で進める。電子ファイルは受講者に配布するので各自印刷した上で講義に参加する。ただし、コロナ禍による対面講義が制限された場合、学習支援システム上に説明付き講義資料をアップロードする。資料にはパスワードが付けれている。受講者は三島までメールにて事前申請も行いパスワードを取得すること。その際に課題も与える。詳しくは学習支援システムを参照のこと。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[対面/face to face]：導入～高周波システム
マイクロ波、ミリ波の性質と主な応用システム。高周波デバイスの概要
第2回[対面/face to face]：高周波デバイス用半導体材料（1）
化合物半導体の電気特性。ヘテロ接合。
第3回[未定/undecided]：高周波デバイス用半導体材料（2）
変調ドープへテロ接合。歪みへテロ接合。
第4回[未定/undecided]：化合物半導体結晶成長技術（1）
超高真空排気技術。分子線エピタキシー。
第5回[未定/undecided]：化合物半導体結晶成長技術（2）
気相エピタキシー。結晶評価技術。
第6回[未定/undecided]：高電子移動度トランジスタ（HEMT）（1）
HEMTの基本動作。
第7回[未定/undecided]：高電子移動度トランジスタ（HEMT）（2）
InP HEMT、MHEMT、高出力HEMT。
第8回[未定/undecided]：ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)
HBTの構造と基本動作。各種HBTの特性。
第9回[未定/undecided]：HEMTとHBTの比較
利得、雑音、電力密度などの比較。
第10回[未定/undecided]：分布定数回路（1）
電送線路、スミスチャートなどの復習。インピーダンス整合。
第11回[未定/undecided]：分布定数回路（2）
Sパラメータ、高周波特性評価など。MMIC。
第12回[未定/undecided]：その他の高周波デバイス(1)
Si-MOSトランジスタ。
第13回[未定/undecided]：その他の高周波デバイス(2)
GaNトランジスタ。
第14回[未定/undecided]：GaNデバイスの将来展望
高周波から高効率電源応用への展開。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習時間は、各４時間を標準とします。】本講義は、量子力学、電子物性論、半導体工学の基礎知識を前提とするため、学部講義の復習と把握をしておくことが望まれる。
テキスト（教科書）Textbooks
（下記の「超高速エレクトロニクス」に準拠した図面を用いた電子ファイルを配布するが、文書を含めた理解には本書の利用を勧める。）
参考書References
中村徹 三島友義著「超高速エレクトロニクス」コロナ社 （講義中の説明は本書に従っている）
「Physics of Semiconductor Devices」S.M.Sze John Wiley & Sons
成績評価の方法と基準Grading criteria
期末レポート課題(70%)＋平常点(30%)
なお、コロナ禍による遠隔講義の場合は、ほぼ毎週出す課題に対するレポートで評価する。レポートの課題はメールにて配信する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
日進月歩の技術分野であることから、基礎から最新技術まで毎年講義資料を見直して改定して行き、ホットな情報伝達に勤める。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
パワーポイントで講義するためスクリーンとプロジェクターステージの設置。
（対面講義が制限されている場合はこの限りではない）