2025年度 (最新) 学院等開講科目工学院電気電子系

アナログ電子回路

開講元: 電気電子系
担当教員: 菅原聡 / ファムナムハイ
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: EEE.C211
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月28日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

現代の集積回路では回路全体に対するデジタル電子回路の占める割合が多くなっているが、大容量化していく無線通信システムや高速の信号を扱う場合などでは最先端のアナログ電子回路に関する知識と技術が必須となっている。本講義では、まず、アナログ電子回路の設計に必要なトランジスタの基礎的な動作特性を解説し、それらを等価回路として置く方法について学んでいく。次に、それらトランジスタを用いた増幅回路について各種接地回路と周波数特性を示し基礎となる回路動作を学ぶ。また、トランジスタの特性ばらつきや回路における雑音源と非線形特性からくる歪みについても紹介し、最後に、カレントミラー回路、差動増幅回路、負帰還回路、演算増幅回路、発振回路など各種回路について、動作原理と設計についてひとつずつ学んでいく。
　本講義を履修することによって、バイポーラおよびMOSトランジスタの基本的な動作について理解しトランジスタの等価回路での表現の仕方を習得する。得られた等価回路から基本的な増幅回路の動作を理解し、設計方法を修得する。また、トランジスタを用いた各種回路を学び、動作原理と利用方法を説明でき、さらに応用していけるようになることを目標とする。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する
１)トランジスタの小信号等価回路モデルをその基本動作から導き使うことが出来る
２)トランジスタを用いた増幅回路の増幅率を計算でき、また簡単な回路を設計できる。回路の周波数特性を計算することが出来る
３)トランジスタの特性ばらつき、雑音、非線形性による歪みなどの諸特性を利用することが出来る
４)カレントミラー回路、差動増幅回路、負帰還回路、演算増幅回路、発振回路など各種回路の動作を解析出来る

キーワード

アナログ電子回路, トランジスタ, 増幅回路, ばらつき, 雑音, 非線形性, カレントミラー回路, 差動増幅回路, 負帰還回路, 演算増幅回路, 発振回路

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)
・電気電子分野の基礎専門力

授業の進め方

毎回の講義の前半で復習を兼ねて前回の演習問題の解答を解説します。講義を通して回路動作などについて学び、最後にその日の教授内容に関する演習問題に取り組んでもらいます。各回の学習目標をよく読み、課題を予習・復習で行って下さい。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	MOSトランジスタとバイポーラトランジスタの基本特性	MOSトランジスタとバイポーラトランジスタの電流特性に関する式の導出や特性の図示
第2回	基本増幅回路とトランジスタのバイアス	バイアス回路の設計に関する問題
第3回	小信号等価回路	基本増幅回路の増幅率計算
第4回	各種接地回路1	増幅率と入出力インピーダンスの導出
第5回	各種接地回路2	他段の回路および各種接地回路における増幅動作の計算
第6回	周波数特性	骨格ボード線図による周波数特性の図示
第7回	これまでの授業内容まとめと理解度の確認	第1回から第6回までの理解度確認と到達度自己評価
第8回	今後の準備と補足	トランジスタの原理，構造，モデルに関する補足事項
第9回	増幅回路の特性，要求される性能，性能の改善方法	増幅回路に要求される性能，多段増幅器, 周波数応答とゼロ時定数解析法，カスコード増幅回路
第10回	集積化基本回路: 差動増幅回路とバイアス回路	MOSアナログ集積回路技術，差動増幅回路，バイアス回路，能動負荷，カレントミラー，レベルシフタ
第11回	負帰還回路	帰還回路，利得感度，歪，ノイズ，帯域に関する負帰還の効果，負帰還増幅回路の解析
第12回	演算増幅回路	理想オペアンプ, 理想特性からのずれ, オペアンプ回路の解析と応用
第13回	高性能化回路技術	差動増幅回路の大振幅動作，カプリオ回路，バイアスオフセット回路，カスコード接続の応用
第14回	発振回路と電力増幅回路	正帰還，発振回路，A級およびB級電力増幅回路

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

不要

参考書、講義資料等

「はじめてのアナログ電子回路基本回路編」（松澤昭著、講談社）
「MOSアナログ電子回路」（高木茂孝著、朝倉書店)
「アナログCMOS集積回路の設計基礎編、応用編」（Behzad Razavi 著、黒田忠広翻訳、丸善出版）
講義資料はT2SCHOLAにアップロードされたものを各自印刷。

成績評価の方法及び基準

トランジスタを用いたアナログ電子回路に関する理解度を評価する。中間試験35%、期末試験40%、演習点25%として評価する。

履修の条件・注意事項

電気回路第一（EEE.C201.R）、電気回路第二（EEE.C202.R）を履修していること。もしくは同等の知識を有すること。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

前半：Pham Nam Hai （Mail: pham.n.ab【@】m.titech.ac.jp, Tell: 03-5734-3934）
後半：菅原聡（Mail: sugahara.s.aa【@】m.titech.ac.jp, Tell: 045-924-5456）

オフィスアワー

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