Analogica.Lista01_20172

LISTA 01- ELETROˆNICA ANALO´GICA 1 Jan 22,2018Prob. 1 : REVISA˜O CONCEITUAL 1 - O que sa˜o impurezas doadoras e aceitadoras? 2 - O que ´e dopagem em um material semicondutor ? 3 - O que ´e a regia˜o de deplec¸a˜o de uma junc¸a˜o PN ? 4 - Quem s˜ao os portadores minorita´rios/majorit´arios em um material tipo P e N? 5 - Qual o efeito da temperatura da junc¸˜ao na caracter´ıtica do diodo? 6 - O que ´e a func¸˜ao de Fermi? 7 - Fac¸a um esboc¸o de como a temperatura modifica a func¸a˜o de Fermi. 8 - O que ´e concentrac¸a˜o intr´ınsica de portadores ? 9 - O que ´e o potencial interno em uma jun¸ca˜o PN?10 - O que ´e regi˜ao de breakdown em uma jun¸c˜ao PN.11 - Qual a origem da capacitˆancia da jun¸c˜ao ?12 - Fa¸ca um esboc¸o da jun¸c˜ao PN :sem polarizac¸˜ao, com polarizac¸a˜o direta e com reversa.Prob. 2 : Considere a jun¸ca˜o mostrada na fig. 1 fac¸a o que se pede:Figura 1: Junc¸a˜o PN: Na - concentra¸ca˜o de ´atomos aceitadores; Nd - concentra¸c˜ao de´atomos doadores a - Determine a express˜ao para o campo el´etrico E na camada de deplec¸a˜o. b - Determine a expressa˜o para o potencial Vbi na jun¸ca˜o. c - Trace os gra´ficos de E e Vbi na camada de deple¸c˜ao.Prob. 3 : Em uma barra de sil´ıcio tipo-N de sec¸˜ao reta constante (0.25 µm2 ) com2 µm de comprimento ´e aplicada uma diferenc¸a de potencial de 1 V . Se ND =1016 cm−3e µn = 1350 cm2/V.s determine: 12017.2- Prof. Jos´e Am´erico Moura

a - a velocidade de deriva dos el´etrons. b - o tempo (m´edio) que os el´etrons levam para atravessar os 2 µm da barra. c - a densidade de corrente de deriva. d - a corrente de deriva. Resp : (a) 6, 75 × 106 cm/s; (b) 30 ps;(c) 1, 08 × 104 A/cm2; (d) 27 µAProb. 4 : Considere uma jun¸ca˜o PN em equil´ıbio t´ermico a temperatura ambi-ente (T = 300 K) com as seguintes concentra¸coes de doadores/aceitadores ND =1016 cm−3 e NA = 1018 cm−3 e ´area de sec¸˜ao transversal A = 10−4 cm2. Calcule:pp, np0, nn, pn0, Vbi,W , xn, xp e QJ . Use ni = 1, 5 × 1010 cm−3.Prob. 5 : Esboce a concentrac¸˜ao de portadores minorito´rios na jun¸c˜ao PN. Qual aimportaˆncia destas concentrac¸o˜es?Prob. 6 : Escreva a express˜ao para a densidade de corrente em uma junc¸˜ao PN(apenas os dois mecanismos mais ba´sicos).Prob. 7 : Quais os mecanismos que compo˜em o efeito de ruptura (breakdown) dajun¸c˜ao PN. Explique.Prob. 8 : Um jovem projetista procurando aprimorar seus conhecimentos sobrea resistˆencia em trechos de um CI, examinou a resistˆencia de pequenas barras dediferentes materiais com dimenso˜es (10 × 3 × 1) µm3. Considerando a medida daresistˆencia ao longo da maior dimens˜ao, calcule os valores medidos pelo jovem paraos materiais abaixo. a - sil´ıcio intr´ınseco b - sil´ıcio tipo-N, ND = 1016 cm−3. c - sil´ıcio tipo-N, ND = 1018 cm−3. d - sil´ıcio tipo-P, NA = 1016 cm−3. e - alum´ınio com resistividade 2, 8 µΩ.cm.Prob. 9 : Os parˆametros de uma jun¸ca˜o pn de sil´ıcio s˜ao: Vbi = 0, 65 V , VT =0, 26 V , T = 25 O, Na = 1 × 1017 cm−3, Nd = 2 × 1015 cm−3.(a) determine a larguraW da camada de deplec¸a˜o; e (b) Emax.Prob. 10 : Uma junc¸a˜o pn de sil´ıcio dopada uniformemente ´e projetada de talmodo que a uma tens˜ao reversa VR = 15 V o campo el´etrico m´aximo ´e de Emax =5 × 105 V /cm. Determine a dopagem ma´xima na regia˜o-N.