電気電子工学

電気電子工学とは？

電気電子工学は、電気や電子の性質を利用して、エネルギー・通信・コンピュータ・電子機器などの技術を研究する学問です。
私たちの生活には、電気電子工学から生まれた技術が数多く使われています。

たとえば、

「発電した電気は、どうやって家庭まで届くの？」
「スマートフォンは、どうやって情報を送っているの？」
「半導体は、どうやって計算や情報処理をしているの？」
「モーターは、なぜ電気で回転するの？」
「太陽光から、どうやって電気をつくるの？」
「センサーは、どうやって周囲の変化を検知するの？」

といった疑問が、電気電子工学につながっています。
電気電子工学では、大きく分けると、電気を**「つくる・送る・動力として使う」技術と、電子を「情報を処理する・伝える・制御する」**技術について学びます。
そのため、電力・エネルギー、電気回路、電子回路、半導体、通信、電磁波、制御、センサーなど、非常に幅広い分野があります。
たとえば発電所でつくられた電気を家庭や工場へ安定して届ける技術には、電力工学が使われています。一方、スマートフォンやコンピュータの内部では、半導体や電子回路の技術が活躍しています。
さらに現在では、電気自動車、再生可能エネルギー、ロボット、IoT、AI、次世代通信などにも電気電子工学が欠かせません。
つまり電気電子工学とは、電気と電子の力を利用して、エネルギーと情報の両面から現代社会を支え、新しい技術を生み出していく学問なのです。

電気電子工学では何を研究する？

電気電子工学では、電気をつくる・送る・利用する技術から、半導体、通信、電子機器まで幅広く研究します。
主な研究内容には、次のようなものがあります。

• 発電・電力システムの研究
  発電した電気を、安全かつ安定して家庭や工場へ届けるための仕組みを研究します。停電を防ぐ技術や電力を効率よく利用する方法なども研究対象です。
• 再生可能エネルギーの研究
  太陽光発電や風力発電などを効率よく利用する技術を研究します。蓄電池や電力網と組み合わせたエネルギーシステムについても研究します。
• モーター・電動機の研究
  電気エネルギーを運動へ変換するモーターについて研究します。電気自動車、鉄道、ロボット、産業機械などにつながる技術です。
• 半導体の研究
  コンピュータやスマートフォンなどに使われる半導体の仕組みや、新しい半導体材料・デバイスについて研究します。
• 電子回路の研究
  電子機器の内部で情報を処理する回路について研究します。より小さく、高速で、省電力な電子回路の開発も重要なテーマです。
• 通信技術の研究
  電波や光などを使って、音声・画像・データを高速に送る方法を研究します。携帯電話、無線通信、光通信などに関係します。
• 電波・電磁波の研究
  電波がどのように発生し、空間を伝わるのかを研究します。アンテナ、レーダー、衛星通信などにもつながります。
• センサーの研究
  温度、光、圧力、動きなどを電気信号として検出する技術を研究します。自動車、スマートフォン、医療機器、ロボットなど幅広い機器に利用されています。
• 制御技術の研究
  機械やシステムを目的どおりに自動で動かす方法を研究します。ロボット、自動運転、ドローン、工場設備などに応用されています。
• 光・レーザー技術の研究
  光を発生・検出・制御する技術を研究します。光通信、ディスプレイ、センサー、医療機器などにつながります。
• 新しい電子デバイスの研究
  より高速で省エネルギーなコンピュータや電子機器を実現するため、新しい材料や電子デバイスについて研究します。

このように電気電子工学では、巨大な発電設備から、肉眼では見えないほど小さな半導体まで、非常に幅広いものを研究します。
そして、「エネルギーをどう扱うか」と「情報をどう扱うか」という二つの大きなテーマから、社会を支える新しい技術を生み出していくことが、電気電子工学研究の特徴です。

電気電子工学にはどんな分野がある？

電気電子工学には、発電や送電などの大規模なエネルギーシステムから、半導体や電子回路、通信、制御まで、さまざまな専門分野があります。

これらの分野は独立しているわけではありません。
たとえば電気自動車では、電力・エネルギー × モーター × 半導体 × 電子回路 × 制御 × センサーといった複数の分野が組み合わされています。
電気電子工学は、「電気」「電子」「情報」「エネルギー」を横断しながら、現代社会を支える技術を研究する非常に幅広い工学分野です。

大学では電気電子工学をどのように学ぶ？

大学の電気電子工学では、まず数学・物理学と電気回路の基礎を身につけ、そこから半導体、通信、電力、制御などの専門分野へ進んでいきます。

単に電気について知るだけではなく、「原理を理解し、それを使って実際に動く技術をつくる」ことが、大学で電気電子工学を学ぶ大きな特徴です。

電気電子工学ではどんな授業・実習をする？

大学の電気電子工学では、講義で理論を学ぶだけでなく、実際に回路を組み、電気を測定し、プログラムを書き、装置を動かす実験・実習を数多く行います。

電気回路実験

抵抗、コンデンサ、コイルなどを組み合わせて回路を作り、電圧や電流を測定します。
講義で学んだ電気回路の法則が、実際の回路でも成り立つことを確かめます。

電子回路実験

ダイオードやトランジスタなどの電子部品を使って回路を作ります。
信号を増幅する回路などを実際に組み、電子部品がどのように働いているのかを調べます。

デジタル回路実習

「0」と「1」を使って情報を処理するデジタル回路について学びます。
論理回路などを設計し、コンピュータや電子機器が情報を処理する基本的な仕組みを理解します。

電磁気・電波の実験

磁場や電磁波の性質を測定します。
アンテナを使って電波を送受信する実験などを行うこともあります。

モーター・電気機器の実験

モーターや発電機を実際に動かし、電気エネルギーと運動エネルギーがどのように変換されるのかを調べます。

半導体・電子デバイスの実験

半導体やトランジスタなどの電気的な性質を測定します。
電子機器の中心となるデバイスが、どのような原理で働いているのかを実験から理解します。

プログラミング実習

C言語やPythonなどを使ってプログラムを作成します。
計測データの解析、シミュレーション、機器の制御など、電気電子工学でもプログラミングは重要な技術です。

マイコン・組み込みシステム実習

小型コンピュータやマイコンにプログラムを書き込み、センサーやモーターなどを制御します。
「センサーが反応したらモーターを動かす」といった、実際の電子システムを製作することもあります。

制御・ロボット実習

モーターやセンサーなどを組み合わせ、機械を目的どおりに動かす方法を学びます。
ロボットなどを実際に制御する実習につながる場合もあります。

設計・製作実習

自分たちで回路や電子システムを考え、設計 → 製作 → 測定 → 動作確認 → 改良までを経験します。

電気電子工学ではどんな研究が行われている？

電気電子工学では、エネルギー、半導体、通信、ロボット、AIなど、現代社会を支えるさまざまな技術について研究が行われています。

電気電子工学は単独で発展するだけでなく、

電気電子工学 × 情報科学 → AI・IoT
電気電子工学 × 機械工学 → ロボット・電気自動車
電気電子工学 × 物理学 → 半導体・量子デバイス
電気電子工学 × 医学 → 医療機器

のように、さまざまな学問と組み合わされています。

電気電子工学とつながる学問

電気電子工学は、電気や電子を利用して新しい技術を生み出すため、物理学・情報科学・機械工学・材料工学など、多くの学問と深くつながっています。

たとえば「自動運転車」を研究する場合には、電気電子工学 × 機械工学 × 情報科学・AI × 制御工学といった複数の学問が関係します。
また「次世代半導体」を開発する場合には、電気電子工学 × 物理学 × 材料工学 × 化学といった組み合わせが重要になります。
電気電子工学は、電気・電子を中心として、エネルギー、情報、機械、材料などを結びつけ、実際の技術へと発展させていく学問です。

電気電子工学からつながる職業

電気電子工学で身につける、電気・電子回路、半導体、通信、制御、プログラミングなどの知識は、さまざまな産業や技術分野の仕事につながっています。

電気電子工学を学んだ人の進路は、いわゆる「電気関係」の仕事だけではありません。
半導体・通信・自動車・ロボット・エネルギー・医療機器・ITなど、現代社会を支える幅広い産業につながっています。
特に、「電気をつくる・送る」「電子回路で情報を処理する」「センサーで情報を取得する」「機械を自動で制御する」といった技術を組み合わせられることが、電気電子工学を学ぶ大きな強みです。