"os átomos" idênticos

Universidade Federal da Bahia - DEE
Dispositivos Semicondutores – ENG C41
Professora: Ana Isabela Araújo Cunha
Segunda Chamada da Primeira Avaliação – Semestre 2009.2
1)
No circuito da Fig.1(a), o diodo pode ser modelado pela característica linearizada por
partes da Fig.1(b) e R2 = 100 .
a) Determine a equação literal da reta de carga relativa ao diodo. (Valor: 1,0)
b) Dimensione R1, R3 e VREF para que a tensão vO, sobre a resistência R2, apresente a
forma de onda representada em linha cheia na Fig.1(c), quando vT tem a forma de
onda triangular representada em linha tracejada. (Valor: 2,0)
iD
R1
+
vD
-
iD
vT
+
-
+
R2
R3
inclinação:
0,2 S
vO
-
VREF
0,65 V vD (V)
(a)
(b)
vO
vT
5,0 V
3,5 V
2,0 V
T/4
T/2 3T/4
T
t
(c)
Fig.1
2)
No retificador de onda completa em ponte da Fig.2(a), os diodos são idênticos e
comportam-se segundo a característica exponencial ID  1,2236 x109 e20vD  1 (A). O
sinal de entrada é vI = 10 sen(260t) e o sinal de saída vO apresenta um pico em 8,5 V.
A característica linearizada por partes ilustrada na Fig.2(b) é exata no pico da corrente
de carga e no ponto em que a tensão em cada diodo é 80 mV menor que o pico
positivo. Determine a resistência de carga RL, os parâmetros rD e VD0 e o intervalo de
não condução. (Valor: 4,0)


+
inclinação:
1/rD
vI
- vO +
VD0
VD (V)
RL
(a)
(b)
Fig.2
3)
a)
Indique se há inverdades nas afirmações a seguir, justificando.
Num material semicondutor, a corrente de deriva é aquela causada pela aplicação de uma diferença de
potencial, sendo, para cada portador de carga, proporcional à concentração volumétrica e, por isto, decai
com o aumento da temperatura. A corrente de difusão, por outro lado, é devida a gradientes de
concentração, o que faz com que os portadores de carga sejam repelidos eletricamente por seus semelhantes.
(Valor: 1,0)
b) Quando uma junção PN é polarizada reversamente, o equilíbrio é mantido porque o potencial da barreira
permanece no valor em que correntes de difusão e condução se anulam. Uma corrente de portadores
minoritários se verifica com sentido convencional do lado P para o lado N e com intensidade muito baixa,
porém dependente da temperatura, da área da junção e do potencial reverso aplicado, até que seja atingido a
tensão de ruptura por efeito Zener ou avalanche, quando então esta corrente satura. (Valor: 1,0)
c)
Na dopagem tipo N impurezas aceitadoras, como o são os átomos de fósforo, são introduzidas no material
semicondutor, como o silício. Estas impurezas estabelecem ligações covalentes com quatro átomos de
semicondutor, ficando o quinto elétron de valência fracamente ligado. Uma pequena quantidade de energia
é suficiente para liberar este quinto elétron para a banda de condução do cristal, situação em que o átomo de
impureza se transforma num íon negativo. Neste tipo de semicondutor dopado predominam os elétrons
livres em relação às lacunas, mas o produto de suas concentrações permanece igual ao quadrado da
concentração intrínseca, desde que mantido o equilíbrio. (Valor: 1,0)