Atividades de Eletrônica Analógica

b Se uma impureza do tipo doadora é adicionada na proporção de 1 átomo por 108 átomos de silício calcular a resistividade 210 Considerar uma amostra de germânio intrínseco na temperatura ambiente 300 K De quanto por cento aumenta a condutividade quando a temperatura aumenta de um grau 211 Repetir o Probl 210 para silício intrínseco 212 Repetir o Probl 26a para a temperatura de 400 K e demonstrar que a amostra é essencialmente intrínseca 213 Uma amostra de germânio é dopada na proporção de 1014 átomos doadorescm3 e 7 X 1013 átomos aceitadorescm3 Na temperatura da amostra a resistividade do germânio puro intrínseco é 60 Ωcm Se o campo elétrico aplicado é de 2 Vcm calcular a densidade de corrente total de condução 214 a Calcular a magnitude da tensão Hall VH numa barra de germânio tipo n usada na Fig 210 tendo uma concentração de portadores majoritários ND 1017cm3 Supor Bz 01 Wbm2 d 3 mm e εx 5 Vcm b O que acontece a VH se uma barra idêntica de germânio tipo p tendo NA 1017cm3 é usada na parte a 215 O efeito Hall é usado para determinar a mobilidade de lacunas numa barra de silício tipo p usada na Fig 210 Supor a resistividade da barra igual a 200 000 Ωcm o campo magnético Bz 01 wbm2 e d ω 3 mm Os valores medidos da corrente e a tensão Hall são 10 μA e 50 mV respectivamente Calcular μp 216 Uma certa fotossuperfície tem uma sensibilidade espectral de 6 mAW de radiação incidente de comprimento de onda 2 537 Å Quantos elétrons serão emitidos fotoeletricamente por um pulso de radiação consistindo em 10 000 fótons desse comprimento de onda 217 a Considerar a situação descrita na Fig 213 com a luz acesa Mostrar que a equação de conservação de carga é dpdt pτ pτ onde o eixo dos tempos na Fig 213 é mudado para t b Verificar que a concentração é dada pela equação p p po petτ 218 A concentração de lacunas num espécime semicondutor é mostrada na figura abaixo b Se 3 fótons são emitidos e um deles apresenta um comprimento de onda de 11 380 Å quais os comprimentos de onda dos outros fótons c Entre que estados de energia ocorre a transição para produzir essas raias 119 a Com que velocidade deve um elétron se mover numa lâmpada de vapor de sódio para excitar a raia amarela cujo comprimento de onda é 5 893 Å b Qual seria a frequência de um fóton para excitar a mesma raia amarela c Que aconteceria se a frequência do fóton fosse 530 ou 490 THz T Tera 1012 d Qual seria a mínima frequência do fóton para ionizar um átomo não excitado de vapor de sódio e Qual seria a mínima velocidade de um elétron para ionizar um átomo não excitado de vapor de sódio Ionização do vapor de sódio 512 eV 120 Um tubo de raios X é essencialmente um diodo de alta tensão válvula Os elétrons do filamento aquecido são acelerados pela tensão de alimentação de placa de modo a chegar ao ânodo com uma energia considerável Eles são portanto capazes de causar transições entre os elétrons fortemente ligados dos átomos do sólido do qual o ânodo é construído a Qual a mínima tensão que deve ser aplicada entre os eletrodos do tubo para produzir raios X com um comprimento de onda de 05 Å b Qual o mínimo comprimento de onda no espectro de um tubo de raios X através do qual é mantido um potencial de 60 kV 121 A radiação de ressonância do argônio correspondente a uma energia de 116 eV atinge vapor de sódio Se um fóton ioniza um átomo de sódio não excitado com que velocidade o elétron é arremessado O potencial de ionização do sódio é 512 eV 122 Um transmissor de rádio irradia 1 000 W numa frequência de 10 MHz a Qual a energia de cada quantum irradiado em elétronvolts b Quantos quanta são emitidos por segundo c Quantos quanta são emitidos em cada período de oscilação do campo eletromagnético d Se cada quantum age como partícula qual o seu momento 123 Qual o comprimento de onda de a uma massa de 1 kg movendose à velocidade de 1 ms b um elétron que foi acelerado a partir do repouso através de uma diferença de potencial de 10 V 124 A Física Clássica é válida enquanto as dimensões físicas do sistema são muito maiores que o comprimento de onda de De Broglie Determinar se a partícula é clássica em cada um dos seguintes casos a Um elétron acelerado por um potencial de 300 V num dispositivo cujas dimensões são da ordem de 1 cm b Um elétron de um feixe de elétrons de um tubo de raios catódicos tensão ânodocátodo 25 kV c O elétron num átomo de hidrogênio 125 Um fóton de comprimento de onda igual a 1 216 Å excita um átomo de hidrogênio que está em repouso Calcular a O momento do fóton fornecido ao átomo b A energia correspondente a este momento e fornecida ao átomo de hidrogênio c A razão entre a energia da parte b e a energia do fóton Sugestão Usar conservação do momento CAPÍTULO 2 21 Provar que a concentração n de elétrons livres por metro cúbico de um metal é dado por n dνAM x 103 onde d densidade kgm3 ν valência elétrons livres por átomo A peso atômico M peso do átomo de peso atômico unitário kg Ao número de Avogadro moléculasmol 22 A densidade específica do tungstênio é 188 gcm3 e seu peso atômico é 1840 Supor que há 2 elétrons livres por átomo Calcular a concentração de elétrons livres 23 a Calcular a condutividade do cobre para o qual μ 348 cm2Vs e d 89 gcm3 Usar o resultado do Probl 21 b Se um campo elétrico é aplicado através de uma barra de cobre com uma intensidade de 10 Vcm calcular a velocidade média dos elétrons livres 24 Calcular a mobilidade dos elétrons livres do alumínio para o qual a densidade é 270 gcm3 e a resistividade é 344 X 106 Ωcm Supor que o alumínio tem três elétrons de valência por átomo Usar o resultado do Probl 21 25 A resistência do fio nº 18 de cobre diâmetro 103 mm é 651 Ω por 300 m A concentração de elétrons livres no cobre é 84 X 1028 elétronsm3 Se a corrente é 2 A calcular a A velocidade de deriva b a mobilidade c a condutividade 26 a Determinar a concentração de elétrons livres e lacunas numa amostra de germânio a 300 K que possui uma concentração de átomos doadores de 2 X 1014 átomoscm3 e uma concentração de aceitadores de 3 X 1014 átomoscm3 Esta amostra é de germânio tipo p ou n Em outras palavras a condutividade se deve principalmente às lacunas ou aos elétrons b Repetir a parte a para iguais concentrações de doadores e aceitadores de 1015 átomoscm3 Esta amostra de germânio é do tipo p ou n c Repetir a parte a para uma concentração de doadores de 1016 átomoscm3 e uma concentração de aceitadores de 1014 átomoscm3 27 a Determinar a concentração de lacunas e elétrons no germânio tipo p a 300 K se a condutividade é 100Ωcm1 b Repetir a parte a para o silício tipo n se a condutividade é 01 Ω cm1 28 a Mostrar que a resistividade do germânio intrínseco à 300 K é 45 Ω cm b Se uma impureza do tipo doadora é adicionada na proporção de 1 átomo por 108 átomos de germânio provar que a resistividade cai a 37 Ω cm 29 a Calcular a resistividade do silício intrínseco à 300 K