P科2年次(選択必修)
エレクトロニクスII
第1回:暮らしの中のエレクトロニクス
佐藤勝昭
イントロ
• 現在社会は、さまざまな「エレクトロニクス」の恩恵を受け
ている。いまをときめくIT(情報技術)もエレクトロニクスな
しには、成立しない。
• エレクトロニクス(Electronics)の語源:電子electron
電子工学という訳語が当てられている。
• 現在では、対象はもとの狭い意味から離れて、電子スピン、
光、電力、医学、生物学までを含む広い概念となった。
• スピンエレクトロニクス、光エレクトロニクス、パワーエレク
トロニクス、メディカルエレクトロニクス、バイオエレクトロニ
クスなどの言葉を生み出しています。
こんなエレクトロニクスも
• カバーする物理現象の広がり:
光エレクトロニクス: photonics
量子エレクトロニクス: quantum electronics
スピンエレクトロニクス: spintronics
• スケールの広範化:
マイクロエレクトロニクス:microelectronics
ナノエレクトロニクス:nanoelectronics
• 応用分野への広がり:
生体エレクトロニクス: bioelectronics
医用エレクトロニクス: medical electronics
機械電子工学: mechatronics
パワーエレクトロニクス: power electronics
エレクトロニクスI~IVのシリーズと
エレクトロニクスIIの役割
• エレクトロニクスI~IVの講義の本来のねらい:物理シス
テム工学科の学生に、エレクトロニクスのスキルを身に
つけさせようという意図でH12年度入学生のカリキュラム
から設けられた。
• Iで回路理論、IIで電子回路、IIIで回路製作の実体験、IV
で光エレクトロニクスを学ぶ構成になっている。
• エレクトロニクスIIでは、やさしい教科書を用いながら、ダ
イオード、トランジスタの動作原理、動作させるためのバ
イアス回路、トランジスタを用いた増幅回路、オペアンプ
などを学習するようにしてきました。
お役立ちエレクトロニクス
• エレクトロニクスの知識は、実験系の研究室での
卒業研究や大学院の研究に欠くことができない。
• 多くの卒業生が電子情報系企業に就職する状況
で、スキルとしての基本的なエレクトロニクスの知
識は必要
エレクトロニクスIIに対する
学生の学習意欲
• エレクトロニクスIで回路基礎が身についていないという
こともあって、期末テストの平均点は2001年度56点、
2002年度61点と低く、十分な学習効果を上げることがで
きませんでした。
• 昨年度のエレクトロニクスIIの学生アンケート
– 意義:「工学部の学生として知っておくべき(77%)」、
「研究室での実験のために必要(21%)」など肯定的
– 「学んだ電子回路が実際にどのように活かされている
のかを知りたい。」「トランジスタの動作点の決め方な
どは手続き的には易しいので理解できたが、やったこ
とが実際にどのようにつながるのか今ひとつわからな
い。」「演習問題ではじめて意味がわかった」など実用
的なエレクトロニクスにどう活用されるかを知りたがっ
ている とわかった。
本年度の方針
• 今年度のエレクトロニクスIIではやり方を変える。
• 教科書としては「電子回路の基礎」の教科書を使
いますが、やさしく書かれているので、やる気にさ
えなれば君たちの学力があれば自分で学習でき
るので詳細な説明はせず、教科書の内容は、宿
題・演習の形で進めたい。
• 現代のエレクトロニクス一般の現状と展望を概説
し、電子回路を学ぶモチベーションを与えることと
し、と思います。
広範な分野との結びつき
• 基礎:数学、電磁気学、光学、量子力学、化学、
熱力学、回路理論、論理回路、情報理論
• 物性:固体物理学(結晶学、半導体物性、光物性、
磁性、超伝導)、物質科学
• 材料:結晶成長、薄膜成長、微細加工、超格子、
ナノ構造
• デバイス:ダイオード、トランジスタ、レーザなどの
作製技術・プロセス技術
• システム:テレビ、コンピュータ、ネットワーク
暮らしの中のエレクトロニクス
• クォーツ時計、電卓、ラジオ、テレビ、携帯電話、
FAX、デジタル体温計、デジカメ、ビデオカメラ、
カーナビ、パソコン、ワープロ、パーム(携帯情報
端末)、 CDプレーヤ、MDプレーヤ、ビデオデッキ、
DVDプレーヤ、ゲーム機、液晶ディスプレイ、プラ
ズマディスプレイ、ELディスプレイ、電子レンジ、
冷蔵庫、洗濯機、エアコン、鉄道運行システム、
交通信号システム、交通管制システム、自動販
売機、自動券売機、自動改札、スイカ、自動ドア、
自動水栓
家電とマイコン
• こんなところにもマイコン
が・・
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電子レンジ、
洗濯機、
エアコン、
ゲーム機、
デジカメ、
携帯電話、
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デジタル体温計、
Suicaカード、改札機
自動販売機、
スーパーのレジ、
ビデオ、
ステレオ、
カーナビ、
DVDプレーヤ、
MDプレーヤ・・
宿題 10/17提出
10/24プレゼンテーション
• 物理システム実験と同じ6班にわかれて、班ごと
に出してください。
• ここ1年の間に新聞に出た「エレクトロニクス」関
連の記事を読んだり、身の回りの電子製品をしら
べて、わかったこと、わからなかったこと、何を学
びたいかを、班ごとにまとめてください。
• 第6回以降の内容は、このプレゼンを踏まえて、
新たに構築します。
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エレクトロニクスII 第1回:暮らしの中のエレクトロニクス