Prova 1 - Dispositivos Eletrônicos - UFBA 2017.2

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Universidade Federal da Bahia - DEE 
Dispositivos Semicondutores – ENG C41 
Professora: Ana Isabela Araújo Cunha 
 
Primeira Avaliação – Semestre 2017.2 
 
1) Lorenna, uma gnoma disfarçada de estudante de engenharia elétrica, pretende fazer pacotes de 300 g de 
bombons de chocolate para distribuir às crianças pobres no Natal. Para agilizar a separação dos bombons, 
montou o aparato da Fig.1 (a), onde o cursor deslizante do potenciômetro linear está fixado ao prato da 
balança. Fez a calibração de tal forma que quando o peso no prato ultrapassasse 300 g, a tensão na resistência 
R3 seria praticamente nula. Depois chamou Bernardo, outro gnomo disfarçado, para ajuda-la nos trabalhos de 
pesagem e empacotamento. 
a) Encontre a reta de carga relativa ao diodo em função da resistência R2b (parte não curto-circuitada do 
potenciômetro). (Valor: 1,5) 
b) Sabendo que o diodo pode ser representado pelo modelo linearizado por partes da Fig.1(b), para que valor 
de R2b Lorenna estima que os pesos dos bombons na balança totalizam os 300 g desejados? (Valor: 1,0) 
c) Ao conferir os pesos dos pacotes, Lorenna percebeu que para um deles vR3 = 1,9375 volts. Admitindo que 
a deformação da mola, o peso dos bombons e o valor de R2a guardam uma relação linear, descubra 
quantos gramas de bombons o gnomo Bernardo comeu furtivamente. (Valor: 1,0) 
 
R1 = 270 , R2 = R2a + R2b = 530 , R3 = 387,5 , VS = 6 volts. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.1 
 
 
2) As Beatrizes queriam fazer a decoração natalina da sede do Onda Elétrica com um velho pisca-pisca de 1954. 
Desanimaram ao descobrirem que o circuito de alimentação estava queimado. Bruno ofereceu seu oscilador de 
onda triangular alternada, de amplitude igual a 2 volts e período igual a 2 s. As meninas então construíram um 
retificador de meia onda, usando um diodo cuja característica exponencial apresenta como parâmetros 
t = 50 mV e IS = 55,739068 nA, e conectaram o pisca-pisca à sua saída. Pularam de alegria ao verem que ele 
piscava e verificaram que a tensão máxima em seus terminais era de 1,32 volts. Thayná resolveu ajustar a 
característica exponencial a uma linearizada, de modo a ficarem tangentes no ponto em que iD = 100 mA, após 
o quê estimou o período em que o pisca-pisca fica completamente apagado e a resistência equivalente de todas 
lâmpadas do pisca-pisca. As Beatrizes lhe disseram: pare de fazer contas e venha comer panetone recheado 
com doce de leite, que não engorda. Mas que valores são estes estimados por Thayná? (Valor: 4,0) 
 
Lembrete: característica exponencial: 
  1eIi tDvSD  
 
 
 
 
+ 
VS 
R1 
R2b 
R2a 
R3 
+ 
vD 
- 
iD 
+ 
vR3 
- 
(a) (b) 
vD (V) 0,6 
inclinação: 
0,25 S 
iD (A) 
 
3) Complete as lacunas: (Valor: 0,1 por lacuna) 
 
3.1) Barreira de Potencial 
 
O ___________________ da junção PN é estabelecido quando a intensa _____________________ que ocorre 
entre elétrons e lacunas, migrando por difusão em sentidos opostos, propicia a formação da 
___________________ de _____________________. Nesta região as cargas dos íons ficam descobertas 
aparecendo entre elas um _________________ _______________, associado a uma ddp crescente de P para 
N. Como apenas os portadores majoritários com ________________________ _________________ maior 
que o produto entre esta ddp total e a carga eletrônica conseguem atravessar a junção para o lado oposto, 
denominamos este efeito de barreira de potencial. 
 
3.2) Semicondutor tipo N 
 
A __________________________ é um processo por meio do qual as __________________________ dos 
portadores de carga de um semicondutor são modificadas. Quando é realizada pela introdução de átomos 
___________________________, o quinto elétron de valência de cada um deles não participa de ligação 
covalente e passa facilmente para a _____________ de _________________. Por isto, tais átomos são 
denominados __________________ ______________ e transformam-se em _______ positivos. 
A concentração dos ________________ ___________ aumenta, mas, no equilíbrio, o produto das 
concentrações de portadores mantém-se constante, segundo a ______ de _________ das _________________. 
O semicondutor resultante é dito tipo N. 
 
3.3) Correntes de Difusão e de Deriva 
 
A corrente de difusão consiste no fluxo de portadores de cargas devido a um ____________________ de sua 
__________________________. Os portadores deslocam-se da região onde estão mais concentrados para 
a que estão menos concentrados, sendo um fenômeno puramente _______________________. Por outro lado, 
a corrente de deriva é devida a uma ___________________ de ____________________ elétrico. 
 
3.4) Corrente de Saturação Reversa 
 
Na _________________________ reversa, quando o potencial é maior do lado N, o ___________________ 
da junção PN é rompido e ela conduz a chamada corrente de saturação reversa, de magnitude 
_________________. Esta corrente praticamente não varia com a ______________, até antes da ruptura, mas 
varia substancialmente com a ________________________. 
 
NOME: ________________________________________________________________________________ 
 
3) Utilizando as palavras ou expressões da lista, discorra brevemente sobre: 
 
3.1) Barreira de Potencial (Valor: 0,8) 
 
 
 
 
 
 
 
Palavras ou expressões: equilíbrio, recombinação, região de transição, campo elétrico, energia cinética 
 
3.2) Semicondutor tipo N (Valor: 1,2) 
 
 
 
 
 
 
Palavras ou expressões: dopagem, concentrações, pentavalentes, banda de condução, impurezas 
doadoras, íons, elétrons livres, lei de ação das massas 
 
3.3) Correntes de Difusão e de Deriva (Valor: 0,5) 
 
 
 
 
Palavras ou expressões: gradiente, concentração, estatístico, diferença de potencial 
 
3.4) Corrente de Saturação Reversa (Valor: 0,5) 
 
 
 
 
 
 
Palavras ou expressões: polarização, equilíbrio, desprezível, tensão, temperatura 
 
NOME: _________________________________________________________________________