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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 電気電子工学科 真空電子工学

真空電子工学

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科目ナンバリング
  • U-ENG26 36117 LJ72
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 木1
教員
  • 後藤 康仁(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 真空中における電子ビームの振る舞いやそれらの制御に関する基礎理論について講述する。すなわち、固体中の電子の振る舞い、電子を固体から真空中に取り出す方法、電子ビーム輸送の基礎概念である電子光学、電子ビームを用いた電子デバイスなどについて詳述する。
到達目標 固体中における電子のふるまいや電磁界中における電子の運動、真空電子デバイスの動作原理を学習することで、電磁界を用いた荷電粒子の制御方法、利用方法を理解する。
授業計画と内容 【真空電子工学の概要】 1回
真空電子工学と呼ばれる分野の応用範囲などを紹介し、それら応用に必要な基礎知識を概説する。

【真空中への電子放出】 4回
固体から真空中に電子を放出させる方法、特に電子ビーム形成に利用される熱電子放出、電界電子放出の機構について詳述するとともに、電子が真空中に放出される過程で重要な鏡像力の効果、空間電荷効果について述べ、電流密度の式を与える。

【電磁界中における電子の運動と制御】 5回
静電界、静磁界、直交電磁界における電子ビームの軌道の持つ特徴とその利用について述べる。また、静電界・静磁界が電子ビームに対してレンズ効果を持つことを示し、その具体的な利用方法を解説する。

【電子ビームデバイス】 4回
電子ビームを用いた電子デバイス、すなわち真空管について、その動作原理を説明する。特に大型でありながら超高周波における動作を可能とした超高周波真空管の動作原理について述べる。

【フィードバック】 1回
以上を総括し、学習到達度を評価する。
成績評価の方法・観点 【評価方法】
1回の記述式試験において評価する。

【評価基準】
1回の記述式試験において、100点満点中60点以上となること
 60点以上:合格
 59点以下:不合格
履修要件 電磁気学、力学、固体、電気・電子回路に関する基礎知識を必要とする。
授業外学習(予習・復習)等 講義の後、次週の講義までに予習しておくべき内容を指示する。

【真空中への電子放出】
(予習) 物性・デバイス基礎論(2回生前期配当)において学習した内容、特に原子模型、バンド理論と電子の状態密度などを予め復習しておくこと。
半導体工学(2回生後期配当)において学習したポアソン方程式、電磁気学1(2回生後期配当)において学習した電気影像法について予め復習しておくこと。

【電磁界中の電子の運動と制御】
(予習) 電磁気学2(3回生前期配当)において学習する荷電粒子の電磁界中における運動方程式について予め復習しておくこと。

【電子ビームデバイス】
(予習) 電子回路(2回生前期配当)において学習したトランジスタおよびその等価回路について予め復習をしておくこと。
教科書
  • 板書講義とする。補足資料としてプリント等を配布することがある。
参考書等
  • 物性工学の基礎, 田中哲郎, (朝倉書店), ISBN: ISBN:978-4-254-21003-3
  • 荷電粒子ビーム工学, 石川順三, (コロナ社), ISBN: ISBN:978-4-339-00734-3