Teste de Conhecimento - Semicondutores

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Ref.: 201701342323
		
	
	 1a Questão 
	
	
	
	
	A microeletrônica surgiu nas décadas de 40 e 50, com as técnicas de fabricação de semicondutores de altíssima pureza e dopados com elementos como o Fósforo e o Boro. Atualmente, percebe-se que o processo de miniaturização de componentes eletrônicos tem seus limites; partes dos semicondutores estão se tornando tão finas que estão perdendo as características previstas em projeto, ou seja, aquilo que deveria apresentar maior resistência elétrica, não está se comportando desta forma. A atual expectativa é que a incipiente nanotecnologia venha a suprir às necessidades de maior miniaturização.
Com relação aos semicondutores, é correto afirmar que:
		
	
	O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritário e a sua mobilidade em um semicondutor extrínseco.
	
	Semicondutores intrínsecos são aqueles que possuem impurezas. 
	
	Através do Efeito Hall determina-se que a mobilidade do elétron em um semicondutor submetido a uma diferença de potencial é próxima a velocidade da luz. 
	
	Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos de Silício 
	
	A condutividade elétrica de um semicondutor expressa a facilidade de transporte de cargas elétricas somente se o semicondutor for do tipo-p, ou seja, puro. 
	
	 
	Ref.: 201701342318
		
	
	 2a Questão 
	
	
	
	
	A resistividade de um material varia com a temperatura e, para pequenas variações, podemos assumir que a mesma obedece a expressão =0+T, onde 0 e  ao constantes. Para variações maiores de temperatura, a expressão da resistividade pode assumir a forma =0+ T+T2 , onde 0 , b e são constantes.
Baseado nas informações anteriores, indique a forma geométrica que melhor indica a variação da resistividade com a temperatura no último caso citado.
		
	
	Hipérbole. 
	
	Elipse. 
	
	Círculo. 
	
	Parábola.
	
	Reta. 
	
	 
	Ref.: 201701834034
		
	
	 3a Questão 
	
	
	
	
	Que átomos de impureza são utilizados na dopagem do silício para formar um semicondutor tipo n? 
		
	
	Átomos com 2 elétrons na camada de valência.
	
	Átomos com 3 elétrons na camada de valência.
	
	Átomos com 5 elétrons na camada de valência.
	
	Átomos com 4 elétrons na camada de valência.
	
	Átomos com 1 elétron na camada de valência.
	
	 
	Ref.: 201701342799
		
	
	 4a Questão 
	
	
	
	
	Além da forma vibracional que se propaga através da rede cristalina interligada, o calor pode também se manifestar através da vibração de elétrons. Isto ocorre, contudo, somente em relação aos elétrons livres e não relação aos eletros da banda de valência, uma vez que estes últimos encontram-se fortemente ligados aos átomos. Esta vibração dos elétrons (também é uma forma calor) contribui de maneira menos significativa para o aumento da capacidade térmica, mas pode alterar a corrente elétrica produzida por uma diferença de potencial, tornando a condução mais difícil.
Com relação a produção de calor, selecione a opção correta:
		
	
	A presença de defeitos na rede atômica que compõe o material colabora para a produção de calor.
	
	A utilização de alumínio puro e sem impurezas na fabricação de um resistor aumenta a dissipação de calor, se comparado com um resistor de alumínio altamente encruado (deformado) 
	
	A presença de impurezas em um material colabora para a diminuição da resistência a passagem de corrente elétrica e, portanto, colabora negativamente a produção de calor. 
	
	Deve-se adotar para compor o resistor de um chuveiro um material que não tenha sofrido qualquer tipo de deformação mecânica. 
	
	A vibração da rede cristalina que compõe um material é essencial para a resistência a passagem de elétrons e a conseqüente produção de calor, principalmente a baixas temperaturas. 
	
	 
	Ref.: 201701342309
		
	
	 5a Questão 
	
	
	
	
	Em semicondutores, devemos considerar que sempre que ¿criamos¿ uma carga negativa, automaticamente "criamos" uma carga positiva (lei da conservação das cargas), que está associada ao conceito físico de vazio (volume deixado pela saída do elétron), "buraco" ou, em inglês, hole.
A condutividade elétrica nos semicondutores intrínsecos é dependente da movimentação dos portadores de carga negativos (elétrons) e positivos (buracos) da seguinte forma: σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh, onde σ é a condutividade elétrica do material (ohm.m)-1; onde N e P são as densidades de cargas negativas e positivas por volume (Número de cargas/m3), respectivamente І e І é o módulo da carga do elétron (1,6 x 10 -19 C), µe e µh são as mobilidades elétricas dos elétrons e dos buracos (m2/V m), respectivamente.
Considerando o exposto, pode-se afirmar que:
		
	
	Nos condutores extrínsecos do tipo-p, onde P é muito maior que N, pode-se aproximar a expressão por σ = N ІeІ µh. 
 
	
	Nos condutores extrínsecos do tipo-n, onde N é muito maior que P, pode-se aproximar a expressão por σ = P ІeІ µh.
	
	Nos condutores intrínsecos, tem-se N=P e, portanto, pode-se escrever que σ = N ІeІ (µe + µh).
	
	A expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh é imutável e nunca deve ser aproximada para uma forma mais simplificada sob pena de alterar-se gravemente a precisão da condutividade.
	
	Nos condutores intrínsecos, raramente tem-se N=P e, portanto, deve-se manter a expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh.
	
	 
	Ref.: 201701423274
		
	
	 6a Questão 
	
	
	
	
	Existem diversas formas de energia que percorrem a rede cristalina de um condutor metálico. Em um condutor que possui sua temperatura elevada, por exemplo, seus átomos apresentam alta energia térmica, o que aumenta amplitude de vibração dos mesmos. Quando estabelecemos um campo elétrico através do mesmo, os elétrons livres colidem com a estrutura atômica provocando ainda mais o aumento da amplitude vibracional. Como todos os átomos estão conectados através de ligações atômicas, o aumento da amplitude de vibração se transfere de um átomo para o outro, provocando o surgimento de uma onda de alta freqüência e energia quantizada denominada de fônon. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering: An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 20). Com relação ao exposto, podemos afirmar que:
		
	
	Provavelmente a energia cinética dos elétrons será igual em material condutor e isolante quando submetidos a mesma diferença de potencial. 
	
	Provavelmente a energia cinética dos elétrons será maior em material condutor campo elétrico de mesma intensidade ao aumentarmos a temperatura.
	
	Provavelmente a energia cinética dos elétrons será maior em material isolante sob campo elétrico de mesma intensidade ao aumentarmos a temperatura. 
	
	Em um isolante a energia cinética dos elétrons tende ao infinito. 
	
	Em um material condutor a energia cinética dos elétrons tende a zero.
	
	 
	Ref.: 201701342321
		
	
	 7a Questão 
	
	
	
	
	Uma das maneiras de inserir Fósforo e o Boro na rede cristalina do Silício de alta pureza é através da evaporação dos elementos de interesse em adequadas câmaras de vácuo, técnica de fabricação utilizada primeiramente em 1955. (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism , Burnby Library, Connecticut, Norwalk, 1972, Chapter 17).
 
Com relação aos semicondutores é correto afirmar que:
		
	
	A obtenção de um semicondutor intrínseco exige técnicas de purificação de difícil execução denominadas dopagem. 
	
	Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. 
	
	A condutividade elétrica de um semicondutor expressa a facilidade de transporte de cargas elétricas somente se o semicondutor for dotipo-p, ou seja, puro. 
	
	Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos, sendo vetada a presença de qualquer impureza no sistema. 
	
	Semicondutores intrínsecos são aqueles que não possuem impurezas.
	
	 
	Ref.: 201701908827
		
	
	 8a Questão 
	
	
	
	
	Em 1949, William O. Shockley, pesquisador da "Bell Telephone Laboratories", publicou no "Bell System Technnical Journal" um artigo estabelecendo a teoria referente ao comportamento de transistores, uma aplicação direta dos semicndutores. Estava claro que o aparecimento destes novos materiais havia desencadeado um imediato avanço na modelagem físico-matemática associada ao assunto, nos oferecendo expressões como a condutividade intrínseca, dada por p | e | b n | e | e.. 
Com relação a expressão anterior, só NÃO PODEMOS afirmar que: 
		
	
	Condutividade intrínseca depende da mobilidade dos buracos. 
	
	Condutividade intrínseca depende da concentração dos portadores de carga positiva.
	
	Condutividade intrínseca depende do campo elétrico criado pelos elétrons. 
	
	Condutividade intrínseca depende da mobilidade dos elétrons. 
	
	Condutividade intrínseca depende da concentração dos portadores de carga negativa.