EXERCICIOS MATERIAIS ELETRÔNICOS

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ASSUNTO 1
1 Assinale a alternativa que indica a resistência de um condutor elétrico cilíndrico de 2 m de comprimento, 50 cm de diâmetro e resistividade 1.10-7:
1,02.10-6 Ω.
2 Com relação à classificação dos materiais condutores, assinale a alternativa CORRETA:
Os materiais condutores são classificados em dois grandes grupos: materiais de elevada condutividade e materiais de elevada resistividade, sendo os materiais de elevada condutividade destinados às aplicações que a corrente elétrica deve circular com as menores perdas possíveis ou de elementos que dão origem a outra forma de energia através da transformação da energia elétrica.
3 Com relação à aplicação dos materiais condutores, relacione as colunas e assinale a alternativa CORRETA:
I-e, II-b, III-d, IV-a, V-c.
4  Com relação à condutividade elétrica dos materiais, assinale a alternativa CORRETA:
Quanto maior a condutividade elétrica de um material, mais fácil é o transporte de energia elétrica.
5 Considerando a resistência de 20 Ω de um material condutor a 20 ºC, e coeficiente de temperatura 0,004. Assinale a alternativa que indica a resistência desse material a 50 ºC:
22,4 Ω.
ASSUNTO 2
1 Sabe-se que a polarização é uma propriedade fundamental dos dielétricos.
Assinale a alternativa que melhor define o conceito de polarização dielétrica.
A polarização é um deslocamento reversível dos centros das cargas positivas e negativas na direção de um campo elétrico externo aplicado, em que a direção desse deslocamento tende a acompanhar a orientação do campo elétrico.
2 Sobre a rigidez dielétrica, assinale a alternativa correta.
A rigidez dielétrica é o valor limite de tensão aplicada que o material dielétrico pode suportar sem perder suas características de isolante elétrico.
3 Considere um material com uma constante dielétrica de 8, posicionado entre as placas de um capacitor de capacitância 5pF, sendo aplicado 12 volts em seus terminais.
Assinale a alternativa que indica a carga do capacitor se o dielétrico fosse o vácuo.
7,5pC.
4 Quanto à classificação dos materiais isolantes, é correto afirmar que:
os materiais isolantes podem ser classificados em duas formas, sendo a primeira quanto à natureza dos materiais e a segunda quanto à capacidade térmica destes. 
5 Os materiais isolantes são utilizados em diversas áreas da Engenharia. 
Assinale a alternativa que relaciona corretamente as colunas dos materiais de acordo com a sua aplicação.
I-e, II-b, III-d, IV-a, V-c.
ASSUNTO 3
1 Com relação à estrutura de bandas dos materiais, qual é a principal característica dos materiais condutores, isolantes e semicondutores?
Nos materiais condutores há uma superposição das bandas mais externas, nos isolantes, o espaçamento entre as bandas é relativamente grande (maior que 2 eV), no entanto, nos semicondutores, esse espaçamento é relativamente pequeno (menor que 2 eV). 
2 Com relação à classificação dos materiais semicondutores, assinale a alternativa correta:
Os materiais semicondutores são classificados em dois tipos: intrínsecos e extrínsecos. Os intrínsecos são aqueles nos quais o comportamento elétrico tem por base a estrutura eletrônica inerente ao metal puro. No entanto, nos extrínsecos, as características elétricas são ditadas pelos átomos de impurezas.
3  Considere um elemento semicondutor intrínseco, com uma concentração intrínseca de 8,05.1018 m-3, mobilidade dos elétrons de 0,3 m²/V.s e mobilidade dos buracos de 0,05 m²/V.s. Assinale a alternativa que indica sua condutividade elétrica:
0,45 (Ω.m)-1​​​​​​​.
4 Com relação aos semicondutores extrínsecos do tipo n, assinale a alternativa CORRETA:
Nos semicondutores tipo n, um átomo de impureza com valência 5 é adicionado e, após sua ligação com seus átomos vizinhos, um elétron sobra e fica fracamente preso à região em torno do átomo de impureza. Logo, ele é removido facilmente do átomo de impureza, tornando-se um elétron livre. Os elétrons são os portadores majoritários e os buracos são os portadores de carga minoritários. O nível de Fermi é deslocado para cima no espaçamento entre bandas, até a vizinhança do estado doador.
5  Para um semicondutor extrínseco tipo n, com condutividade elétrica de 60 (Ω.m)-1 e concentração de elétrons de 1,05.1021 m-3, calcule a mobilidade eletrônica desse material:
0,357 m²/V.s.
ASSUNTO 4
1 Considere um termopar com coeficiente de Seebeck de 20.10-6 V/K. A temperatura da junção fria é de 25ºC e a diferença de tensão medida é de 10 mV. Calcule a temperatura da junção quente e assinale a alternativa correspondente.
227,3 ºC.
2 Com relação ao efeito Seebeck, assinale a alternativa correta.
 
Quando as junções de dois metais diferentes são expostas a temperaturas diferentes, uma força eletromotriz é gerada, induzindo uma corrente elétrica no circuito. Esse fenômeno é chamado de efeito Seebeck.
3 Com relação ao efeito Hall, assinale a alternativa correta.
O efeito Hall é resultado do fenômeno pelo qual um campo magnético é aplicado perpendicularmente à direção da corrente elétrica, que é induzida pelo movimento dos portadores de carga para os extremos do material envolvido, gerando uma tensão elétrica, denominada voltagem de Hall.
4 Considere uma amostra de um material condutor, com condutividade elétrica de 5.107 (Ω.m)-1 e mobilidade eletrônica de 0,05 m²/V.s. Calcule o coeficiente de Hall desse material.
-1.10-9 V.m/A.T.
5 Marque a alternativa correta sobre as aplicações do efeito Seebeck e do efeito Hall.
A principal aplicação do efeito Seebeck é na fabricação de termopares, os quais são utilizados principalmente em indústrias. Já uma das principais aplicações do efeito Hall é nos sensores de campo magnético, muito aplicados também em indústrias, como sensores de posição.
ASSUNTO 5
1 Assinale a alternativa cujos exemplos correspondam a materiais ferroelétricos:
Ferro e níquel.
2 A susceptibilidade magnética permite classificar os materiais em termos das suas propriedades magnéticas. Assinale a alternativa em que NÃO consideramos um tipo de magnetismo:
Material magnético duro.
3 Assinale a alternativa INCORRETA a respeito dos materiais magnéticos moles e duros:
Material magnético duro é facilmente magnetizado.
4 Assinale a alternativa INCORRETA a respeito dos materiais ferrimagnéticos:
Ocorre em materiais metálicos com momento magnético na ausência de campo externo.
5 Assinale a alternativa que NÃO corresponde a um material considerado diamagnético.
Alumínio.
ASSUNTO 6
1 Considerando que a tensão de barreira dos diodos de junção PN apresentados na figura possuem uma amplitude de 0,7V, qual será a amplitude mínima da tensão da fonte VS para que exista corrente elétrica circulando sobre o resistor R?
 
2,1V
2 Considerando o fato do processo de dopagem de materiais semicondutores ser essencial para a obtenção de um diodo de junção PN, qual será o efeito sobre as características condutivas/isolantes dos materiais semicondutores quando lacunas ou elétrons forem inseridos como portadores majoritários?
A inserção de lacunas aumenta a resistividade, e a inserção de elétrons aumenta a condutividade do material semicondutor.
3 Sabendo que o circuito apresentado na figura a seguir possui uma fonte senoidal cuja tensão de pico é da ordem de 180V...
...analise a tabela em que são apresentadas as tensões reversas de uma família de diodos e identifique qual você poderá utilizar para a implementação desse circuito.
	Diodo
	Tensão Reversa (V)
	D1
	50
	D2
	100
	D3
	200
	D4
	400
	D5
	600
	D6
	800
	D7
	1000
D3, D4, D5, D6 e D7.
4 Considerando que o circuito apresentado na Figura A possui um diodo de junção PN, com uma tensão de barreira 0,7V, uma resistência de 1Ω (R), e que a fonte VS gera um sinal quadrado com amplitudes que variam entre -5 à 5V, conforme apresentado na Figura B, como será a forma de onda da corrente elétrica sobre o resistor R?
5 Considerando que o circuito apresentado na Figura 4 possui um diodo de junção PN, com uma tensão de barreira 0,7V e uma tensão de ruptura de 40V, indique em qual região da curva do diodo o dispositivo se encontrará quando vocêaplicar, respectivamente, a tensões na fonte VS de -50V, -10V, 10V, 50V.
ASSUNTO 7
1 O diodo é formado por processo de _________________, criando material tipo _____ e tipo ______ no mesmo componente.
Dopagem, P e N.
2 O diodo tem analogia em seu funcionamento como válvula de ________________.
Retenção.
3  Em fontes de alimentação, qual a aplicação do diodo para transformar nível de tensão alternada em contínua
Retificador
4 Transistores bipolares têm três terminais denominados:
Emissor, base e coletor.
5 Dado o circuito abaixo, temos dois componentes:
Diodo emissor e fototransistor.
ASSUNTO 8
1 Descreva qual princípio rege o funcionamento dos materiais semicondutores quando os elétrons recebem quantidades de energia e saem da camada de valência para a camada de condução.
Essa alteração de camada tem origem no princípio da excitação térmica, visando fazer com que a condutividade dos semicondutores varie até atingir a condutividade semelhante aos metais. 
2 Cite a principal técnica utilizada na criação dos materiais semicondutores, a qual pretende alcançar alto grau de pureza, reduzindo, assim, os níveis de impurezas presentes tanto no silício quanto como no germânio.
Sintetização.
3 O grafeno tem se mostrado disruptivo e forte candidato a substituir muitos materiais no campo da eletrônica, dada sua condutividade a dois tipos de semicondutores, quais são eles?
Silício e germânio.
4 Na nanotecnologia da criação de novos materiais eletrônicos, estruturas são criadas no nível: 
molecular e atômico.
5 Qual técnica é utilizada para transformar grafite em grafeno?
Esfoliação.