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Lista Semicondutores, Resumos de Dispositivos Semicondutores

Semicondutores tem na lista todo o assunto

Tipologia: Resumos

2024

Compartilhado em 12/04/2026

chaylane-franco
chaylane-franco 🇧🇷

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO (UFRPE)
Unidade Acadêmica de Belo Jardim (UABJ)
Lista de Exercícios – Dispositivos Semicondutores
1. Como a aproximação de um grande número de átomos para formar um cristal altera os
níveis discretos de energia dos elétrons isolados?
2. O que, do ponto de vista da estrutura de bandas, define se um material é classificado
como condutor, isolante ou semicondutor?
3. De que maneira o aumento da temperatura afeta a condutividade de metais e de
semicondutores de formas opostas?
4. Qual é o papel das ligações covalentes e do compartilhamento de elétrons na estrutura de
um cristal puro de silício (Si)?
5. Como se comportam a banda de valência e a banda de condução de um semicondutor
intrínseco no zero absoluto (0 K)?
6. O que representa o conceito de massa efetiva (m*) e como a curvatura das bandas de
energia influencia o movimento dos elétrons?
7. Quais são as impurezas utilizadas para criar um material do tipo n e como elas alteram a
concentração de portadores?
8. Como se forma um material do tipo p e qual é o seu portador de carga majoritário?
9. Por que a medição da tensão Hall é considerada uma ferramenta fundamental para a
caracterização de materiais semicondutores?
10. Descreva o processo de difusão que ocorre quando os materiais tipo p e tipo n são
unidos para formar uma junção.
11. O que é a região de depleção (ou zona de carga espacial) e por que nela restam apenas
íons não compensados?
12. Como o campo elétrico na junção p-n atua em relação ao fluxo de difusão de portadores
e o que define o potencial de contato (V0)?
13. (V/F) Num semicondutor intrínseco, a concentração de elétrons na banda de condução é
exatamente igual à concentração de lacunas na banda de valência.
14. (V/F) O processo de dopagem tipo p consiste na introdução de átomos pentavalentes
(com 5 elétrons de valência), como o Fósforo, no cristal de Silício.
15. (V/F) Quando um diodo está em equilíbrio térmico (sem tensão aplicada), a corrente
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO (UFRPE)

Unidade Acadêmica de Belo Jardim (UABJ)

Lista de Exercícios – Dispositivos Semicondutores

  1. Como a aproximação de um grande número de átomos para formar um cristal altera os níveis discretos de energia dos elétrons isolados?
  2. O que, do ponto de vista da estrutura de bandas, define se um material é classificado como condutor, isolante ou semicondutor?
  3. De que maneira o aumento da temperatura afeta a condutividade de metais e de semicondutores de formas opostas?
  4. Qual é o papel das ligações covalentes e do compartilhamento de elétrons na estrutura de um cristal puro de silício (Si)?
  5. Como se comportam a banda de valência e a banda de condução de um semicondutor intrínseco no zero absoluto (0 K)?
  6. O que representa o conceito de massa efetiva (m*) e como a curvatura das bandas de energia influencia o movimento dos elétrons?
  7. Quais são as impurezas utilizadas para criar um material do tipo n e como elas alteram a concentração de portadores?
  8. Como se forma um material do tipo p e qual é o seu portador de carga majoritário?
  9. Por que a medição da tensão Hall é considerada uma ferramenta fundamental para a caracterização de materiais semicondutores?
  10. Descreva o processo de difusão que ocorre quando os materiais tipo p e tipo n são unidos para formar uma junção.
  11. O que é a região de depleção (ou zona de carga espacial) e por que nela restam apenas íons não compensados?
  12. Como o campo elétrico na junção p-n atua em relação ao fluxo de difusão de portadores e o que define o potencial de contato (V0)?
  13. (V/F) Num semicondutor intrínseco, a concentração de elétrons na banda de condução é exatamente igual à concentração de lacunas na banda de valência.
  14. (V/F) O processo de dopagem tipo p consiste na introdução de átomos pentavalentes (com 5 elétrons de valência), como o Fósforo, no cristal de Silício.
  15. (V/F) Quando um diodo está em equilíbrio térmico (sem tensão aplicada), a corrente

líquida total através da junção é zero, pois as correntes de difusão e de deriva anulam-se.

  1. (V/F) A mobilidade dos portadores de carga num semicondutor aumenta indefinidamente à medida que aumentamos a concentração de impurezas (dopagem).
  2. Qual das seguintes afirmações descreve corretamente o comportamento do Nível de Fermi (EF) num semicondutor do tipo n à temperatura ambiente? a) EF no meio do bandgap b) EF próximo da banda de condução c) EF próximo da banda de valência d) EF desaparece
  3. O que acontece à largura da região de depleção de uma junção p-n quando se aplica uma polarização inversa? a) Diminui b) Permanece constante c) Aumenta d) Ions são neutralizados
  4. Sobre o conceito de lacuna (buraco): a) Partícula real com massa de próton b) Ausência de eletron com carga positiva c) Move-se fora das bandas d) Mobilidade maior que elétrons no Si
  5. Qual é o principal mecanismo de transporte de carga num diodo diretamente polarizado? a) Deriva b) Tunelamento c) Difusão d) Geração térmica Problema 1: Distribuição de Fermi-Dirac e Probabilidade de Ocupação

A função de distribuição de Fermi-Dirac descreve a probabilidade de ocupação de estados eletrônicos em sistemas em equilíbrio térmico. Essa função é essencial para compreender a distribuição de elétrons em níveis de energia próximos ao nível de Fermi.

Calcule a probabilidade de ocupação ��(��)para um estado de energia situado 0,2 eV acima do nível de Fermi , a uma temperatura de 290 K.

Dica: ���� = 8,617 × 10−5^ eV/K Equação:

��(��) =^1

��−����

����,Si e justificar o resultado. Relação física: ���� ∝ ���� 2

Problema 5: Força Hall e Desvio de Portadores

O efeito Hall resulta da ação de um campo magnético sobre cargas em movimento, gerando uma força perpendicular à direção da corrente elétrica. Esse fenômeno é amplamente utilizado na caracterização de materiais semicondutores.

Considere:�� = 10^4 m/s,�� = 0,5 T Calcular a força magnética sobre o elétron.

Equação (escalar): �� = �� �� ��

Equação (vetorial): ��

= �� (��⃗ × ��

Problema 6: Equação de Shockley (Diodo)

A equação de Shockley descreve a relação exponencial entre corrente e tensão em uma junção p-n polarizada diretamente, sendo fundamental para a análise do comportamento de diodos semicondutores.

Considere:���� = 10−12^ A, �� = 0,7 V, ���� = 0,026 V Calcular a corrente direta �� �� �� = ���� (�� ���� −1)