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SEMICOND.Lista4_20162

Published by jasmoura, 2017-04-14 11:49:52

Description: SEMICOND.Lista4_20162

Keywords: semicondutores,massa efetiva,bandas de energia,condutividade elétrica

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LISTA 4- MATERIAIS E DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 1 Abr 14,2017Prob. 1 : Desenhe a forma¸ca˜o da estrutura de bandas para os u´ltimos subn´ıveis deenergia do Sil´ıcio - Si em func¸˜ao da separa¸ca˜o interatˆomica (r).Prob. 2 : Deduza e interprete a massa efetiva dos el´etrons no fundo da banda deconduc¸a˜o - BC.Prob. 3 : Deduza e interprete a massa efetiva dos el´etrons no topo da banda devalˆencia - BV.Prob. 4 : A partir da Lei de Ohm macrosc´opica, V = R.I, deduza a Lei de Ohmmicrosco´pica.Prob. 5 : Qual ´e a velocidade de deriva (arrasto) dos el´etrons de condu¸ca˜o em umfio de cobre de se¸ca˜o circular com raio 900 µm onde passa uma corrente de 17 mA?Assuma que cada ´atomo de cobre contribua com um el´etron de condu¸ca˜o e que adensidade de corrente ´e constante atrav´es da se¸c˜ao transversal do fio. Comentesobre o valor encontrado.Prob. 6 : Considere um fio de um material de resistividade ρ, comprimento Le sec¸˜ao transversal constante A, atravessado por uma corrente i causada por umpotencial V, fig. 1. Determine a express˜ao para a resitˆencia R deste fio. Figura 1:Prob. 7 : Um bloco retangular de ferro tem as dimenso˜es 1, 2 cm× 1, 2 cm× 15 cm.Uma d.d.p ´e aplicada em duas faces paralelas do bloco de tal modo que cada face ´euma superf´ıcie equipotencial. Responda : (Dado: ρF e = 9, 68 × 10−8 Ω.m). a - Qual a resistˆencia do bloco se as faces paralelas consideradas forem as quadra- das. b - Qual a resistˆencia do bloco se as faces paralelas consideradas forem as retan- gulares. c - Repita os itens a e b para o Si cristalino (puro), ρSi = 2, 5 × 103 Ω.m. Fa¸ca uma ana´lise dos resultados. 12016.2 - Prof. Jos´e Am´erico Moura

Prob. 8 :Para o elemento resistivo mostrado na fig. 2, cone truncado, feito deum material de resitividade ρ = 731 Ω.m, raio menor a = 2, 00 mm, raio maiora = 2, 30 mm, e comprimento L = 1, 94 cm. Assuma que a densidade de corrente ´euniforme em qualquer sec¸a˜o transversal perpendicular ao comprimento. Determinea resistˆencia deste elemento. Figura 2:Prob. 9 : Para as estruturas de bandas de energia mostradas na fig. 3, de doissemicondutores distintos, (a) indique qual material tem gap direto/indireto. Porque? (b) determine a energia m´ınima, em eV, de um fo´ton necess´aria para promoverum el´etron da BV para a BC em cada um dos materiais; (c) identifique estes f´otonsdentro do espectro eletromagn´etico. Figura 3:Prob. 10 A fig. 4 mostra a rela¸ca˜o parab´olica E versus k para os el´etrons nabanda de conduc¸a˜o de dois materiais semicondutores. Determine a massa efetiva(em unidades da massa do el´etron livre) nos dois materiais.

Figura 4:Prob. 11 A fig. 5 mostra a rela¸ca˜o parab´olica E versus k para as lacunas nabanda de valˆencia de dois materiais semicondutores. Determine a massa efetiva (emunidades da massa do el´etron livre) destes portadores de carga nos dois materiais. Figura 5:


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