電気電子工学実習

科目ナンバリング U-ENG26 36202 PJ72 開講年度・開講期 2021 ・ 後期
単位数 2 単位 授業形態 実習
配当学年 対象学生
使用言語 日本語 曜時限 金1・2・3・4
教員 伊藤 陽介 (工学研究科 講師)
掛谷 一弘 (工学研究科 准教授)
金子 光顕 (工学研究科 助教)
後藤 康仁 (工学研究科 准教授)
持山 志宇 (工学研究科 助教)
石井 良太 (工学研究科 助教)
東 広志 (情報学研究科 助教)
阪本 卓也 (工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 最大5名からなる班が構成され,各班には授業計画に示す6テーマのうち3テーマが割り当てられる.それぞれについて4週の実験を行い,実験内容を考察とともにまとめてレポートとして提出し,ディスカッションを行う
到達目標 設計演習として(1)パワーエレクトロニクス,(2)DCサーボモータと制御系,(3) 半導体素子の設計,(4)電子材料の評価と設計,(5)通信システムの設計演習,(6)論理回路設計演習からバランスを考慮して配当された3テーマを履修し,電気電子工学分野における知識および測定・設計技術を習得する.卒業研究の前段階として,主体的にテーマに取り組むことが期待される.
授業計画と内容 実験技術と安全確保,1回, 実習開始にあたり,これまでに修得した実験技術・報告書作製技術と安全確保に関して座学と演習を行う.
パワーエレクトロニクス,4回,分散型電源システムの設計・製作・実験を通して,太陽光等の自然エネルギーの電源・電力変換器・負荷を含めたシステムを理解する.
DCサーボモータと制御系,4回,周波数応答を測定することによりDCサーボモータを同定し,フィードバックによる位置,速度制御等の実験を行う.さらに,同定モデルとシミュレーションに基づく実験結果の検証やフィードバック補償器の設計演習などを行う.これにより,システムの持つ動特性やフィードバック制御の基礎的な事柄についての理解を深める.
半導体素子の設計,4回,半導体デバイスの基礎となる,薄膜形成,パタン転写などの要素技術,およびこれらを用いたデバイス作製とその特性測定を実習することにより,半導体プロセス,材料物性,デバイス動作についての理解を深める.
電子材料の評価と設計,4回,様々な物質の電気・磁気・誘電特性を温度を変えながら測定し,固体における電子の量子力学的振る舞いについて理解を深める.電子のバンド的描像に留まらず,電子の多体効果にも言及し、磁気・超伝導デバイス開発の基礎を身につける。
通信システムの設計演習,4回,ソフトウェア上で通信システムの各部を設計することにより,通信システム全体の動作の理解を深める.デジタル光通信に関する基礎的な実験を行い,アナログ/デジタル変換,パラレル/シリアル変換,光変復調などの動作原理を理解する。
論理回路設計演習,4回,基本的な論理ゲートを組み合わせてマイクロコントローラ(マイコン)の設計を行うことにより,論理回路設計の理解を深める.さらに、その場で回路変更可能なFPGAにダウンロードして設計した回路の動作検証を行うことにより,マイコンの動作原理を理解する.
学習到達度確認,2回,作成してきたレポートに基づいたディスカッションを行うことで,実験内容・結果に関する理解を深め,関連する内容との橋渡しを行うとともに,学習到達度の確認を行う.
成績評価の方法・観点 出席状況,レポートの内容と提出状況による.実習中の取り組み方が悪い場合は減点される.
履修要件 電気回路,電子回路,電磁気学,制御工学,固体物理学,通信工学の基礎的事項.「電気電子工学基礎実験」「電気電子工学実験」
授業外学習(予習・復習)等 実験開始前に開催されるガイダンスに必ず出席し,全体の説明や安全教育などを受けること.各実験の前に必ず教科書を読んで予習すること.
教科書 京都大学工学部電気系教室編:電気電子工学実習 2021年度版
参考書等 京都大学工学部電気系教室編:電気電子工学基礎実験
京都大学工学部電気系教室編:電気電子工学実験
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