| 研究課題/領域番号 |
17K01008
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| 研究機関 | 有明工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
清水 暁生 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (90609885)
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| 研究分担者 |
石川 洋平 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (50435476)
深井 澄夫 佐賀大学, 理工学部, 客員研究員 (30189906)
淡野 公一 宮崎大学, 工学部, 教授 (50260740)
中武 繁寿 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (10282831)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | アナログLSI / 演算増幅器 / CMOS / 工学教育 |
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| 研究実績の概要 |
アナログLSI設計者育成を目的とし，大学生や高専専攻科生向けのアナログLSIに関する授業が様々な大学や高専で実施されている．しかし，アナログLSIに興味を持って受講する学生が少ないことから，高等教育機関に入学する前の小中学生に向けてアナログLSI設計教育環境を構築し，小中学生が演算増幅器を設計し，試作した演算増幅器で実験する講座を開催した．
提案する教育システムでは，回路ブロックを組み合わせて短時間で設計できるように工夫した．本手法ではアナログLSIの設計手法を身に着けることは難しいが，アナログLSI設計の一連の流れを体験することができ，受講者がアナログLSIに興味を持つことを優先した．本システムを利用して，2019年と2020年に，小中学生に対して演算増幅器を設計し，試作した演算増幅器をスピーカーに接続して音を鳴らす講座を実施することができた．以下に講座実施までの成果を示す．
【回路ブロックの準備】演算増幅器を設計できる環境を準備するために，バイアス回路，差動増幅段，出力段の回路ブロックを開発した．受講者が回路による音の違いを体験できるように，アンプの出力段にはA級，B級，AB級の三種類を用意した．
【高専生に対して講座】開発した回路ブロックを用いて有明高専の専攻科2年生に対して演算増幅器設計の授業を行った．この授業により，回路ブロックを工夫することで小中学生に対しても同様の講座を実施できることがわかった．
【小中学生に対して講座（2019年）】改良した回路ブロックを用いて，1日（6時間）で完了するアナログLSI設計講座を実施した．参加者は小学5年生から中学3年生までの17名で，全員が演算増幅器の設計からレイアウトおよび音の評価までを行うことができた．【小中学生に対して講座（2020年）】さらに回路ブロックを改良して設計時間をおよそ半分にすることができ，評価まで含めて3時間で完了した．
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