カリキュラム詳細

1「電気回路講座」 (初中級)
講師 東野 秀隆:大阪大学大学院工学研究科 特任教授
人数 20名
時間 3時間×6回 13:30〜16:45
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 アナログ回路設計に携わる企業技術者で、大学時代に電気電子回路論の 受講経験がない人、
もしくは受講したが基礎的な知識に自信がない人。
開講日/
内容/
資料
  • ・基礎的な電気数学から電子回路まで演習を豊富に取入れた講義を行なう。
    ・オームの法則から始め、電気回路の交流信号解析、伝達関数、フィルタ特性などを学ぶ。
    ・物理現象の直感的なイメージを得て、理論式の理解が容易にできると共に演習によって理解をより深める内容となっている。
    ・また、中上級の「CMOSアナログ回路講座」を受講・理解できる内容となっている。
第1回   【2015/08/22(土)】
------(1) オームの法則           (2) キルヒホッフの電圧・電流則
------(3) 重ね合わせの定理        (4) テブナン・ノートンの定理 ---(5) 線形抵抗回路網
 
第2回   【2015/08/29(土)】
------(1) インダクタ、キャパシタの物理的イメージ     (2) ラプラス変換(回路の過渡応答解析)
 
第3回   【2015/09/05(土)】
------(1) 1次の回路方程式の解     (2) 時定数、初期値、最終値から特性を見積もる方法
 
第4回   【2015/09/12(土)】
------(1) 2次の回路方程式の解     (2) 複素数の四則演算
------(3) 電気回路の交流信号解析
第5回   【2015/09/19(土)】
------(1) 伝達関数とフィルタ特性     (2) 極(pole) 零(zero)の考え方
第6回   【2015/09/26(土)】
------(1) 周期信号のフーリエ変換    (2) 従属電源
--------★ 理解度テスト
 
第1章テキスト 第1章問題解答
第2章テキスト 第2章問題解答
第3章テキスト 第3章問題解答
第4章 テキスト 第4章問題解答
第5章 テキスト
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2「アナログ回路実践講座」(初級)
講師 東野 秀隆:大阪大学大学院工学研究科 特任教授
河崎 達夫:大阪大学大学院工学研究科 招聘教授
人数 20名
時間 3時間×6回 13:30〜16:45
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 @アナログ回路設計に携わる企業技術者でルーティン的な業務をして いるが、トランジスタの動作原理が理解できていない人。
AN型半導体、P型半導体など基礎的な半導体物理をある程度理解していること。
開講日/
内容/
資料
  • ・電気信号、増幅回路の基礎を学んだ後、バイポーラトランジスタ(BJT)及び MOSFETの 基本的な動作原理を理解する。
    ---(3回9時間の講義)。
    ・講義の後、第4回 − 第6回の講座で、BJT、MOSFETを用いた基本的な増幅回路を 設計・組立て、測定器で電圧、電流を 測定し増幅率の計算やオシロスコープによる信号波形の観察を行い、トランジスタの動作原理を理解する。
第1回   【2015/12/12(土)】
------(1) アナログ信号の基礎                  (2) 信号増幅の基礎
------(3) バイポーラトランジスタの基本構造と動作原理
 
第2回   【2015/12/19(土)】
------(1) バイポーラトランジスタの電気特性          (2) MOSFETの基本構造と動作原理
 
第3回   【2016/01/09(土)】
------(1) MOSFETの電気特性                  (2) 増幅回路の設計・計算
--------★ 理解度テスト
 
第4回   【2016/01/16(土)】
------(1) BJTを用いた増幅回路の設計と組立て       (2) 増幅回路の特性測定
 
第5回   【2016/01/23(土)】
------(1) MOSFETを用いた増幅回路の設計と組立て    (2) 増幅回路の特性測定
 
第6回   【2016/01/30(土)】
------(1) 作成した増幅回路の評価とまとめ    
 
第1回 テキスト
第2回 テキスト
第3回 テキスト
第4回 テキスト
実習テキスト(回路実験)
実習テキスト(PSpiceの使い方)
第5回 テキスト
第6回 テキスト
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3「オペアンプ設計実践講座」(中級)
講師 河崎 達夫:大阪大学大学院工学研究科 招聘教授
土橋 宏二:大阪大学大学院工学研究科 招聘教授
人数 15名
時間 3時間×6回 13:30〜16:45
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 平成26年度及びそれ以前に「CMOSアナログ回路講座」を受講した 人、あるいは「CMOSアナログ回路
講座」と同等レベルの内容を理解 している人。
開講日/
内容/
資料
  • ・CMOSオペアンプを構成する各要素回路を設計し、EDAツール(Spice)を用いて動作確認を行う。
    ・その後、全回路を統合設計し、動作確認を行う。
    ・さらに、レイアウトを行い、レイアウトデータを抽出して、 設計検証まで行う。
      ☆EDAツールとしてTannerツールを用いるが、ツール固有の操作手法の修得にかける時間は
        できるだけ少なくなるよう配慮する。
 
第1回   【2015/10/03(土)】
------「抵抗負荷増幅回路の設計と動作確認」
---------(1) トランジスタ負荷抵抗の決定、W,Lの決定
---------(2) 回路シミュレータを用いて出力波形、周波数特性、位相特性を確認
 
第2回   【2015/10/10(土)】
------「差動増幅回路の基本型の設計と動作確認」
---------(1) 抵抗負荷・トランジスタ負荷でW,Lの決定
---------(2) 回路シミュレータを用いて出力波形、周波数特性、位相特性を確認
 
第3回   【2015/10/17(土)】
------「CMOSオペアンプの設計と動作確認」
---------(1) 各トランジスタのW,Lの決定
---------(2) 回路シミュレータを用いて出力波形、周波数特性、位相特性を確認
 
第4回   【2015/10/24(土)】
------「CMOSオペアンプの最適設計」
---------(1) オペアンプ 回路の最適化・高性能化
---------(2) 回路シミュレータを用いて出力波形、周波数特性、位相特性を確認
 
第5回   【2015/10/31(土)】
------「CMOSオペアンプのレイアウト」
---------(1) レイアウトエディターを用いてオペアンプのマスク設計
 
第6回   【2015/11/07(土)】
------「CMOSオペンプの設計検証」
---------(1) マスク設計データから回路抽出    
 
講座テキスト
演習資料
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4「高周波技術講座」(中級)
講師 松岡 俊匡:大阪大学大学院工学研究科 准教授
人数 40名
時間 3時間×6回 13:30〜16:45
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 基礎的な電気回路、半導体工学、制御理論の基礎をすでに学んでいる人。
開講日/
内容/
資料
  • ・半導体素子を用いた高周波回路の基礎から応用までをカバーし、 広い視点から高周波回路開発が
    -できる技術者の養成を目指します。
第1回   【2015/08/22(土)】
------(1) 高周波技術の基礎@
---------・無線通信の基本 ・高周波回路設計の特徴 ・高速データ伝送
------(2) 高周波技術の基礎A
---------・伝送線路の基本 ・高周波信号の反射 ・実際の伝送線路
---------・伝送線路を介した入力インピーダンス ・インピーダンス整合
 
第2回   【2015/08/29(土)】
------(1) 高周波技術の基礎B
---------・スミス・チャート ・整合回路 ・ Sパラメータ
------(2) 演習 @
---------・伝送線路の取扱い ・スミス・チャートの使い方 ・スミス・チャートによる分布定数回路の取り扱い
---------・スミス・チャートを用いた集中定数整合回路の設計
 
第3回   【2015/09/05(土)】
------(1) 高周波増幅回路の基礎@
---------・準備 ・バイアス回路 ・高周波増幅回路の電力利得
---------・Sパラメータによる高周波増幅回路の電力利得解析
------(2) 高周波増幅回路の基礎A
---------・高周波増幅回路の安定性  ・電力利得に着目した小信号高周波増幅回路の設計
---------・反射損失を考慮した小信号高周波増幅回路の設計
---------・高周波増幅回路設計のポイント
 
第4回   【2015/09/12(土)】
------(1) 高周波増幅回路の雑音特性
---------・雑音の基本事項 ・雑音指数 ・2ポート回路での雑音解析
---------・雑音パラメータと雑音整合
------(2) 演習A
---------・スミス・チャートを用いた分布定数整合回路の設計
---------・高周波増幅回路の安定性の判別  ・最大有能電力利得の実現方法
 
第5回   【2015/09/19(土)】
------(1) 高周波増幅回路の歪み特性
---------・歪みとは? ・増幅回路における非線形性の影響得
---------・バイアスと整合回路の重要性 ・電力増幅回路とその非線形性
------(2) 演習B
---------・低雑音増幅回路の設計方法
第6回   【2015/09/26(土)】
------(1) 発振回路
---------・発振回路の基礎 ・電圧制御発振回路 ・位相雑音の定義
---------・位相雑音のモデリング
------(2) PLL周波数シンセサイザ
---------・準備 ・PLLの構成 ・ PLLの解析 ・位相雑音の解析
--------★ 理解度テスト
 
第1回講座テキスト@ 第1回講座テキストA
第2回講座テキスト 演習1
第3回講座テキスト@ 第3回講座テキストA
第4回講座テキスト 演習2
第5回講座テキスト 演習3
第6回講座テキスト@ 第6回講座テキストA
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5「半導体デバイス講座」(初中級)
講師 鎌倉 良成:大阪大学大学院工学研究科 准教授
人数 40名
時間 3時間×6回  6/13,6/27,7/11; 13:30〜16:45  6/20(休講),7/4,7/25,8/1(補講); 9:00〜12:15
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 大学初級程度の物理学(電磁気学や物性論)および電気回路に関する基礎的な知識がある方。
開講日/
内容/
資料
  • ・代表的な半導体デバイスを例にとり、その材料、電子伝導、デバイス構造およびその回路応用を講義する。
第1回   【2015/06/13(土)】
------ 「半導体中の電気伝導」
--------(1) ドーピングとキャリアの概念    (2) 電気伝導メカニズム
 
第2回   【2015/06/27(土)】
------「PN接合」
--------(1) PN接合の物理的イメージ     (2) 電気特性         (3) 回路応用例
 
第3回   【2015/07/04(土)】
------「バイポーラトランジスタ」
--------(1) 基本構造と動作原理        (2) 電気特性          (3) 回路応用例
 
第4回   【2015/07/11(土)】
------「MOSFET(基本特性)」
--------(1) 基本構造と動作原理         (2) 電気特性          (3) 回路応用例
 
第5回   【2015/07/25(土)】
------「MOSFET(応用)」
--------(1) 微細MOSFETと集積回路    (2) SPICEモデル
第6回   【2015/08/01(土)】
------「さまざまな半導体デバイス」
--------(1) パワーデバイス           (2) 発光・受講デバイス   (3) その他
--------★ 理解度テスト    
 
第1回講座テキスト
第2回講座テキスト
第3回講座テキスト
第4回講座テキスト
第5回講座テキスト
第6回講座テキスト
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6「CMOSアナログ回路講座」(中級)
講師 谷口 研二:奈良工業高等専門学校 校長 (大阪大学名誉教授)
人数 40名
時間 3時間×6回 13:30〜16:45
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 大学で電気電子回路の講義を受講した人、もしくは本学の「電気回路講座」を受講した人。
開講日/
内容/
資料
  • ・講義では、集積回路で使用されるMOSFETを能動素子として、アナログ回路の 基礎から応用までを
    -カバーし、 広い視点からCMOSアナログ回路開発ができる 技術者の養成を目指す。
        
第1回   【2015/05/09(土)】
------MOSFETと基本増幅回路、増幅回路の周波数応答特性
 
第2回   【2015/05/16(土)】
------電源回路と負帰還回路、差動増幅回路とオペアンプ
 
第3回   【2015/05/23(土)】
------オペアンプの位相補償 (ミラー補償、多段増幅回路の位相補償)
 
第4回   【2015/06/06(土)】
------伝達関数とフィルタ回路
        ---(連続時間フィルタ回路、極と零点の作り方、離散時間フィルタ回路他)
--------★ 理解度テスト
 
第5回   【2015/06/13(土)】
-------オペアンプの活用講座
     ----(1) オペアンプを用いた増幅回路  (2) センサ回路
     ----(3) 電流帰還型オペアンプ
     ----(4) オペアンプ動作の実際
 
第6回   【2015/06/20(土)】
------ΔΣ変調器
     ----(1) ΔΣ変調器の概念        (2) ΔΣ変調器の動作原理
     ----(3) 連続時間ΔΣ変調器       (4) バンドパスΔΣ変調器
----------(5) ディジタル領域における信号処理
--------★ 理解度テスト
 
第1回講座テキスト
第2回講座テキスト
第3回講座テキスト
第4回講座テキスト
第5回講座テキスト
第6回講座テキスト
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7「パワーエレクトロニクス講座」(中級)
講師 谷口 研二:奈良工業高等専門学校 校長 (大阪大学 名誉教授)
人数 40名
時間 3時間×4回 13:30〜16:45
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 大学で電気電子回路の講義を受講した人、もしくは本学の「電気回路講座」及び「アナログ回路講座」を受講した人。
開講日/
内容/
資料
  • ・スイッチング電源回路の基礎から応用までをカバーし、広い視点からスイッチング電源回路開発ができる
     技術者の養成を目指す。
第1回   【2015/07/11(土)】
--- スイッチング電源回路の基礎
------ (1) スイッチング電源の概要
--------- @ スイッチング電源の要素回路           A リニア・レギュレータとの比較
--------- B スイッチング電源の動作原理(例:Buckコンバータ)
------ (2) 構成要素部品の特性
--------- @ キャパシタの種類とその特性           A インダクタとトランスの特性
--------- B スイッチング素子(例:Power MOSFET)
------ (3) パワーMOSFETのスイッチング動作
--------- @ ゲート駆動回路について              A 転流ダイオード蓄積電荷効果
 
第2回   【2015/07/25(土)】
--- 非絶縁型コンバータ
------(1) Buckコンバータ(降圧電源回路)
--------- @ 連続電導モード、非連続動作モード       A 出力電圧リップル
--------- B 転流ダイオードの過渡特性、スナパの効果   C 同期整流方式
--------- D 電力損失                        E 入力フィルタ、出力フィルタ
--------- F ソフトスイッチングの考え方             G 誤動作のケーススタディ、レイアウト
------(2) Boostコンバータ(昇圧電源回路)
--------- @ 基本動作原理                      A 演習問題
--------- B 電力変換効率                      C 誤動作のケーススタディ
第3回   【2015/08/01(土)】
--- 絶縁型コンバータ
------(1) トランスの機能
--------- @ トランスのモデル                   A エアギャップトランス
------(2) Flybackコンバータ
--------- @ 基本動作原理                    A 漏洩インダクタンスの影響
--------- B クランプ、スナバの役割               C 同期型Flybackコンバータ
------(3) Forwardコンバータ
--------- @ 基本動作原理                    A コアリセット
--------- B RCDクランプ、アクティブクランプ          C 同期型フォワードコンバータ
------(4) LLCコンバータ
--------- @ 基本動作原理
------補足: トランスを使用した回路の等価回路
第4回   【2015/08/08(土)】
--- コンバータの制御
------(1) 負帰還による制御
--------- @ PWM, PFM制御                   A Buckコンバータの伝達関数
--------- B 電圧モード制御                   C 電流モード制御
------(2) スイッチング電源の実装例
------(3) 力率補正回路(PFC)
--------- @ PFC回路の考え方                 A 電流連続モード
--------- B 電流臨界モード
 
 
第1回講座テキスト
第2回講座テキスト
第3回講座テキスト
第4回講座テキスト
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8「RFアナログ集積回路講座」(中上級)
講師 松岡 俊匡:大阪大学大学院工学研究科 准教授
人数 40名
時間 3時間×6回 13:30〜16:45
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 基礎的な電気回路、半導体工学、制御理論の基礎の他、「CMOSアナログ回路講座」、 「高周波技術基礎講座」に相当する内容をすでに学んでいる人。
開講日/
内容/
資料
  • ・講義ではシリコン系半導体素子を用いたRFアナログ集積回路をターゲットとし、RF集積回路開発ができる
    技術者の 養成を目指しています。
第1回【2015/11/14(土)】
---「バイポーラデバイスの特性、MOSデバイスの特性」
     (1) バイポーラデバイスの特性
---------・バイポーラ・デバイスの基本 ・バイポーラ・デバイスの等価回路
---------・バイポーラ・デバイスの高周波特性 ・バイポーラ・デバイスの雑音特性
---------・バイポーラ・デバイスの歪み特性
     (2) MOSデバイスの特性<
---------・微細MOSデバイスの基本 ・MOSデバイスの小信号等価回路
---------・RF-CMOS技術 ・MOSデバイスの雑音特性 ・MOSデバイスの歪み特性
 
第2回【2015/11/28(土)】
---「受動素子の特性、低雑音増幅回路」
     (1) 受動素子の特性
---------・シリコン基板の性質 ・オンチップ受動素子 ・可変キャパシタンス
---------・パッド,保護回路,パッケージ性
     (2) 低雑音増幅回路
---------・LNAの役割 ・整合回路による入力整合路
---------・整合回路を用いない入力整合の実現
---------・Inductive Source Degeneration LNA  ・低消費電力化技術
 
第3回【2015/12/05(土)】
---「電力増幅回路、アンテナ・スイッチ、電圧制御発振回路」
     (1) 電力増幅回路、アンテナ・スイッチ
---------・電力増幅回路 ・線形化技術 ・アンテナ・スイッチ
     (2) 電圧制御発振回路
---------・VCOの基本 ・VCOの位相雑音特性
---------・VCOにおける受動素子の工夫 ・典型的なVCO
 
第4回【2015/12/12(土)】
---「ミキサ、イメージ抑圧技術」
     (1) ミキサ
---------・変復調の基本 ・ミキサの基本 ・ミキサの歪み特性 ・ミキサの雑音
     (2) イメージ抑圧技術
---------・ ヘテロダイン方式 ・イメージ抑圧技術 ・要素回路技術
 
第5回【2015/12/19(土)】
---「受信機の集積化、IFアナログ回路」
     (1) 受信機の集積化
---------・Zero-IF, Low-IF 受信方式 ・受信機の性能 ・受信機の構成
     (2) IFアナログ回路
---------・ADCの性能 ・IFフィルタ ・可変利得増幅回路
---------・バンドパス・サンプリング技術  ・Δ-ΣA/D変換技術
 
第6回【2016/01/09(土)】
---「事例紹介(1)、事例紹介(2)」
     (1) 事例紹介@
---------・雑音と線形性を考慮したLNAの設計手法
---------・FD-SOI CMOSプロセスを用いた低電圧動作2段構成LNAの設計手法
---------・高精度回路シミュレーションのための小信号・雑音高精度
------------------ FD-SOI RF MOSモデル
     (2) 事例紹介A
---------・2周波GPS用イメージリジェクトミキサ
---------・デュアルバンドGPS受信機フロントエンド部の設計
--------★ 理解度テスト
 
第1回講座テキスト
第2回講座テキスト
第3回講座テキスト
第4回講座テキスト
第5回講座テキスト
第6回講座テキスト
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S1第1回セミナー 「ワイヤレス給電技術の基礎と応用」
講師 大森 英樹氏 大阪工業大学 教授
人数 40名
日時 2016年1月25日(月) 14:00〜17:00
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 基礎的な電気電子回路、半導体工学等をすでに学んでいる人。
内容
  • 「概要」
  • ---  ワイヤレス給電は近年スマホやパソコンなど情報機器の充電でよく知られるところになっているが、
  • --- 最近ではキッチンなどハイパワー家電機器や電気自動車などの充電に応用が期待されている。、
  • ---  本講では、ワイヤレス給電の原理と基本特性、給電用高周波インバータの動作原理を解説すると
  • --- ともに、ハイパワー機器として電気自動車充電の応用開発事例や規格の動向を概説する。
  • --- 
  • --- 1.ワイヤレス給電の概要
  • --- 2.ワイヤレス給電の原理
  • ---   1)主なワイヤレス給電方式
  • ---   2)磁気結合方式の原理
  • ---   3)共振形磁気結合方式の原理
  • --- 3.共振形磁気結合ワイヤレス給電の諸特性
  • ---   1)伝送電力
  • ---   2)伝送効率
  • --- 4.給電用高周波インバータの基礎
  • ---   1)フルブリッジインバータ
  • ---   2)SEPPインバータ
  • ---   3)シングルエンデッドインバータ
  • --- 5.ワイヤレス給電の応用
  • ---   1)電気自動車(EV)充電
  • ---   2)実装技術 : 冷却 EMC 加熱コイル
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S2第2回セミナーA 「プログラマブルデバイスによる計測フロントエンド構築の視点」
講師 加藤 大氏 横河電機(株) アナログエキスパート/マネージャ
人数 40名
日時 2016年2月1日(月) 13:30〜15:00
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島)
受講対象者 基礎的な電気電子回路、半導体工学等をすでに学んでいる人。
内容
  • 「概要」
  • --- 計測フロントエンドの構成に、近年普及しているアナログ回路を含むミクストシグナルデバイスの活用を
  • --試みたところ、その事例や検討過程で技術のみならず設計、ものづくりについての様々な示唆が得られ
  • -- 本講演では、これらを新しい視点として紹介し、IoT時代に向けた技術について議論したい。
  • -----
  • ----- (1)背景
  • ----- (2)IoT時代の計測フロントエンドの実現のために
  • ----- (3)ミクストシグナル・プログラマブルデバイスについて
  • ----- (4)試行で見いだされた視点と実例
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S2第2回セミナーB 「時間-デジタル変換回路(TDC)と時間差増幅回路(TDA)」
講師 名倉 徹氏 東京大学 准教授
人数 40名
日時 2016年2月1日(月) 15:10〜16:40
場所 大阪大学・中之島センター(大阪市北区中之島) 4F講義室404
受講対象者 基礎的な電気電子回路、半導体工学等をすでに学んでいる人。
内容
  • 「概要」
  • ---(1) 時間領域信号処理の概要
  • ---(2) TDC/DTC と ADC/DAC
  • ---(3) TDC の基礎
  • ---(4) TDA の基礎
  • ---(5) まとめ
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