Engenharia Eltrica

Física Geral VI (FGE-VI)
Fase: 5ª, CHT = 60, CHTT = 60

Ementa:

Introdução à Mecânica Quântica e Relativística. Introdução à Física Nuclear. Introdução à Física dos Semicondutores. Junções p-n.

Programa da Disciplina:

1. Introdução à Física Moderna. 
1.1. Relatividade Restrita: 
1.1.1. Os postulados da Teoria da Relatividade Restrita. 
1.1.2. As transformações de Galileo e de Lorentz. 
1.1.3. A dilatação temporal e a contração de Lorentz. 
1.1.4. Outras transformações relativistas. 
1.2. Origens da Física Quântica. 
1.2.1. Radiação de corpo negro. 
1.2.2. Efeito fotoelétrico. 
1.2.3. Efeito Compton. 
1.2.4. Modelo atômico de Bohr. 
1.3. Mecânica Ondulatória. 
1.3.1. Ondas de matéria. 
1.3.2. Princípio da incerteza. 
1.3.3. Equação de Schrodinger. 
1.3.4. Caráter probabilístico da função de onda. 
1.3.5. Potenciais unidimensionais. 
1.3.6. Átomo de hidrogênio. 
1.4. Introdução à Mecânica Estatística. 
1.4.1. Spin do elétron. 
1.4.2. Função distribuição de Bose-Einstein, Fermi-Dirac e Maxwell-Boltzmann. 
 
2. Introdução à Física do Estado Sólido. 
2.1. Estrutura Cristalina. 
2.1.1. Conceito de Sólido. 
2.1.2. Tipos de ligações químicas. 
2.1.3. Definição de cristal. 
2.1.4. Conceito de estado policristalino e de amorfo. 
2.1.5. Tipos fundamentais de redes cristalinas. 
2.1.6. Planos cristalinos e índioces de Miller. 
2.1.7. Difração de cristais. 
2.1.8. Feixes incidentes: Raios X, elétrons. 
2.1.9. Lei de Bragg. 
2.2. Teoria de Bandas de Energia em Cristais. 
2.2.1. Modelo do elétron livre em um sólido. 
2.2.2. Bandas de energia. 
2.2.3. Energia de Fermi. 
2.2.4. Estados permitidos e proibidos. 
2.2.5. Metais, dielétricos e semicondutores. 
2.3. Mobilidade e Condutividade. 
2.3.1. Massa efetiva. 
2.3.2. Defeitos da rede cristalina. 
2.3.3. Movimentos dos elétrons em um cristal. 
2.3.4. Velocidade térmica e de deslocamento. 
2.3.5. Interação dos elétrons com defeitos da rede cristalina, fonons e impurezas. 
2.3.6. Livre percurso médio e mobilidade. 
2.3.7. Condutividade. 
2.3.8. Lei de Ohm e efeito Joule. 
2.3.9. Dependência da mobilidade com a temperatura. 
 
3. Física dos Semicondutores. 
3.1. Estrutura de Bandas. 
3.1.1. Bandas de valência e de condução, elétrons livres e buracos. 
3.1.2. Impurezas doadoras e aceitadoras. 
3.1.3. Lei da ação das massas. 
3.1.4. Concentração de elétrons e buracos. 
3.1.5. Densidade de buracos em um semicondutor intrínseco. 
3.2. Condutividade dos Semicondutores. 
3.2.1. Condutividade intrínseca e extrínseca. 
3.2.2. Geração e recombinação de portadores. 
3.2.3. Termistores e fotocondutores. 
3.2.4. Efeito Hall. 
3.3. Transporte Elétrico e Semicondutores. 
3.3.1. Corrente de difusão. 
3.3.2. Relação de Einstein. 
3.3.3. Densidade total de corrente em um semicondutor. 
3.3.4. Equação da continuidade. 
3.3.5. Injeção de portadores minoritários. 
3.4. Junção P-N. 
3.4.1. Aproximação abrupta e linearmente gradual do perfil de dopagem. 
3.4.2. Cálculo do campo e do potencial elétrico. 
3.4.3. Estrutura de bandas e distribuição dos portadores na junção em equilíbrio térmico. 

Bibliografia:

BEISER, A.. Conceitos de Física Moderna. Polígono, São Paulo, 1969.

ALONSO, M.. FINN, E.. Física. São Paulo: Addison Wesley, 1999.

EISBERG, R. e RESNICK, R.. Física Quântica. Editora Campus. Rio de Janeiro: Campus, 1979.

HALKIAS, C. e MILLMAN, J.. Eletrônica Integrada. Volumes 1 e 2. McGraw-Hill, São Paulo, 1995.
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