Web Syllabus(講義概要)
トップへ戻る 前のページへ戻る
電子工学実習Laboratory in Electronics
科目責任者熊谷 寛 (※)
担当者稻岡 秀検 (※), 小川 恵美悠, 小菅 智裕 (※)
科目概要3年 (1単位・必修) [医療工学科 臨床工学専攻]

授業の目的

電子工学の基礎理論を、実習を通して理解することを目標とする。

教育内容・教育方法・フィードバック

【教育内容】
電子工学の基礎を、実習を通して体系的に理解し、医療現場で起こる様々な電気現象を理解するために、基礎から応用まで結びついた一連の基礎的な実習を行う。実習項目は下記の通りである。
1)ダイオード・トランジスタの基礎(ダイオードの特性を測定し、電源回路の基礎を理解する。トランジスタの静特性の測定、交流増幅回路の作成)。
2)演算増幅回路の基礎(反転・非反転増幅回路、加減算回路、差動増幅回路、微積回路等の入出力特性、周波数特性)
3)論理回路(TTLの入出力特性、基本ゲート回路の理解、フリップフロップの作成、パルス発生回路の作成、カウンタ回路の作成)。
最後に各実習をまとめて発展的実習を行い、電子工学の基礎理論を習熟できる。

【教育方法】
実習を通して計測機器の操作方法、測定誤差の概念、理論値と実測値との違いについて系統的に理解させる。

授業内容

項目授業内容担当者日時
1~9回【対面】
実験1
ダイオードとトランジスタ
1-1. ダイオードの静特性の測定を行う。
1-2. ダイオードを用いて半波整流回路・平滑回路を作成し、入出力波形を観測する。
1-3. ダイオードを用いて全波整流回路を作成し、入出力波形を観測する。
2-1. ダイオードを用いてクリッパ回路、スライサ回路を作成し、入出力波形を観測する。
2-2. ツェナーダイオードの静特性の測定を行う。
2-3. FETの静特性の測定を行う。
3-1. バイポーラトランジスタの静特性の測定を行う。
3-2. バイポーラトランジスタの静特性を用いた交流増幅回路を作成し、入出力波形を観測する。
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
9/29③④⑤
10/6③④⑤
10/13③④⑤
10~12回【対面】
実験2
演算増幅回路1(基礎)
1. 演算増幅器を用いた反転増幅回路を作成し、周波数特性の測定を行う。
2. 演算増幅器を用いた非反転増幅回路を作成し、周波数特性の測定を行う。
3. 演算増幅器を用いたボルテージフォロワを作成し、その動作を確認する。
4. 演算増幅器を用いた差動増幅回路を作成し、CMRRを測定する。
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
10/20③④⑤
13~15回【対面】
実験3
演算増幅回路2(応用)
1. 演算増幅器を用いた加算回路を作成し、電圧の加算を行う。
2. 演算増幅器を用いた減算回路を作成し、電圧の減算を行う。
3. 演算増幅器を用いた微分回路を作成し、微分演算の確認と周波数特性の測定を行う。
4. 演算増幅器を用いた積分回路を作成し、積分演算の確認と周波数特性の測定を行う。
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
10/27③④⑤
16~24回【対面】
実験4
デジタル回路
1-1. TTLの入出力特性の計測、閾値の計測を行う。
1-2. NAND回路により基本ゲート論理回路を実現する。
1-3. 各種フリップフロップの動作を確認する。
2-1. 論理回路による半加算器、全加算器を実現する。
3-1. 無安定マルチバイブレータによるパルス発生器を作成する。
3-2. 各種カウンタを作成し、動作確認を行う。
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
11/10③④⑤
11/17③④⑤
11/24③④⑤
25~30回【対面】
実験5
発展実習
1-1. 二次のローパスフィルタを作成する。
1-2. 二次のローパスフィルタの過渡応答特性と周波数特性を測定する。
1-3. 二次のローパスフィルタを用いて波形の変形を確認する。
2-1. 各種回路を組合せた気泡検出システムを作成し、その動作を確認する。
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
12/1③④⑤
12/8③④⑤
1~9回
項目
【対面】
実験1
ダイオードとトランジスタ
授業内容
1-1. ダイオードの静特性の測定を行う。
1-2. ダイオードを用いて半波整流回路・平滑回路を作成し、入出力波形を観測する。
1-3. ダイオードを用いて全波整流回路を作成し、入出力波形を観測する。
2-1. ダイオードを用いてクリッパ回路、スライサ回路を作成し、入出力波形を観測する。
2-2. ツェナーダイオードの静特性の測定を行う。
2-3. FETの静特性の測定を行う。
3-1. バイポーラトランジスタの静特性の測定を行う。
3-2. バイポーラトランジスタの静特性を用いた交流増幅回路を作成し、入出力波形を観測する。
担当者
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
日時
9/29③④⑤
10/6③④⑤
10/13③④⑤
10~12回
項目
【対面】
実験2
演算増幅回路1(基礎)
授業内容
1. 演算増幅器を用いた反転増幅回路を作成し、周波数特性の測定を行う。
2. 演算増幅器を用いた非反転増幅回路を作成し、周波数特性の測定を行う。
3. 演算増幅器を用いたボルテージフォロワを作成し、その動作を確認する。
4. 演算増幅器を用いた差動増幅回路を作成し、CMRRを測定する。
担当者
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
日時
10/20③④⑤
13~15回
項目
【対面】
実験3
演算増幅回路2(応用)
授業内容
1. 演算増幅器を用いた加算回路を作成し、電圧の加算を行う。
2. 演算増幅器を用いた減算回路を作成し、電圧の減算を行う。
3. 演算増幅器を用いた微分回路を作成し、微分演算の確認と周波数特性の測定を行う。
4. 演算増幅器を用いた積分回路を作成し、積分演算の確認と周波数特性の測定を行う。
担当者
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
日時
10/27③④⑤
16~24回
項目
【対面】
実験4
デジタル回路
授業内容
1-1. TTLの入出力特性の計測、閾値の計測を行う。
1-2. NAND回路により基本ゲート論理回路を実現する。
1-3. 各種フリップフロップの動作を確認する。
2-1. 論理回路による半加算器、全加算器を実現する。
3-1. 無安定マルチバイブレータによるパルス発生器を作成する。
3-2. 各種カウンタを作成し、動作確認を行う。
担当者
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
日時
11/10③④⑤
11/17③④⑤
11/24③④⑤
25~30回
項目
【対面】
実験5
発展実習
授業内容
1-1. 二次のローパスフィルタを作成する。
1-2. 二次のローパスフィルタの過渡応答特性と周波数特性を測定する。
1-3. 二次のローパスフィルタを用いて波形の変形を確認する。
2-1. 各種回路を組合せた気泡検出システムを作成し、その動作を確認する。
担当者
小菅 智裕
稻岡 秀検
小川 恵美悠
日時
12/1③④⑤
12/8③④⑤

授業内容欄外

◆実務経験の授業への活用方法◆
研究所での経験を踏まえ、実際の工場などで用いられる、電子デバイスを用いての測定系について実例を挙げて解説する。
企業での機器開発経験を踏まえ、医用電子工学における原理や応用例の解説、回路組立て・実験を安全に遂行するための実習指導を行う。

到達目標

1. ダイオード・トランジスタの静特性について説明でき、交流増幅回路を作成することができる。
2. 演算増幅器を用いた各種回路を作成でき、その動作について説明できる。さらに、各種回路の周波数特性を正確に計測できる。
3. 基本的な論理回路の動作を説明できる。これらの論理回路を組み合わせてフリップフロップ・カウンタ回路、発振回路を作成でき、さらにその動作について説明できる。
4. 発光素子、受光素子、演算増幅器および論理回路を用いた応用回路を作成でき、その有用性について説明できる。

評価基準

口頭試問(35%)、レポート(35%)、実習ノート(10%)および期末試験(20%)によって総合判定する(出席は当然であり、欠席者はレポート提出が許可されないので大幅減点となる)。

準備学習等(予習・復習)

予習 
本実習は、電子工学Ⅰ、電子工学Ⅱの講義と連携して行うので、それぞれの講義内容を理解しておくこと。
また実習書に目を通して実習内容の概要を把握しておくこと。
復習
実習終了後に、該当する範囲の電子工学Ⅰ、電子工学Ⅱの講義内容を確認すること。

教材

種別書名著者・編者発行所
教科書電子工学実習
※教員より配布
北里大学医療衛生学部編
参考書臨床工学技士のための基礎電子工学稻岡秀検ほかコロナ社
教科書
署名
電子工学実習
※教員より配布
著者・編者
北里大学医療衛生学部編
発行所
参考書
署名
臨床工学技士のための基礎電子工学
著者・編者
稻岡秀検ほか
発行所
コロナ社

備考・その他

科目ナンバリングコード: CE204-SS20