Semicondutores são peças-chave para os dispositivos eletrônicos modernos. Compostos de substâncias…

Questão

Semicondutores são peças-chave para os dispositivos eletrônicos modernos. Compostos de substâncias tetravalentes, como o germânio ou o silício, os semicondutores são dopados com outras substâncias tri– ou pentavalentes (tipos P ou N, respectivamente) se tornando bons condutores de corrente elétrica. Elementos como o germânio ou o silício são colocados em operação de maneira conjunta formando um “diodo”, um dispositivo com uma junção P–N. Quando uma diferença de potencial elétrico (U) é aplicada nas extremidades do dispositivo, o diodo permite a passagem de uma corrente elétrica (i) apenas em um sentido, mas não no sentido oposto. Considere um diodo emissor de luz (sigla em inglês: LED) que esteja funcionando normalmente, ligado aos terminais de uma bateria. Baseando-se nas informações descritas acima, assinale a alternativa que apresenta o desenho que melhor ilustra uma situação hipotética do correto funcionamento de um LED em dois momentos distintos (I) e (II). (FATEC 2017)

1. A) Desenho com LED emitindo luz e i ≠ 0, U ≠ 0 no momento (I); LED apagado, i = 0, U ≠ 0 no momento (II).
2. B) Desenho com LED emitindo luz, i ≠ 0, U = 0 no momento (I) e LED emitindo luz, i ≠ 0, U ≠ 0 no momento (II).
3. C) Desenho com LED apagado, i ≠ 0, U ≠ 0 no momento (I); LED apagado, i ≠ 0, U = 0 no momento (II).
4. D) Desenho com LED emitindo luz, i ≠ 0, U = 0 no momento (I); LED apagado, i = 0, U ≠ 0 no momento (II).
5. E) Desenho com LED emitindo luz, i = 0, U ≠ 0 no momento (I); LED apagado, i = 0, U ≠ 0 no momento (II).

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique o funcionamento do LED no enunciado. Ele conduz corrente apenas em um sentido e emite luz somente quando ha corrente i diferente de zero, o que exige tensao U diferente de zero na bateria.
2. Analise o momento (I) de cada alternativa. Para o LED emitir luz, precisamos de U diferente de zero e i diferente de zero, com o LED aceso.
3. Analise o momento (II). Com bateria (U diferente de zero) mas sem corrente (i = 0), o LED deve estar apagado, pois nao ha conducao.
4. Verifique a alternativa (A): momento (I) com LED aceso, i diferente de zero e U diferente de zero; momento (II) com LED apagado, i = 0 e U diferente de zero. Esta combinacao e coerente com o funcionamento do diodo, sendo a correta.
5. Elimine as demais. (B), (D) e (E) mostram LED aceso com U = 0 ou com i = 0, o que contraria a necessidade de tensao e corrente para emissao de luz. (C) mostra LED apagado com corrente i diferente de zero no momento (I), contrariando o funcionamento normal do LED.

💡 Dica: Verifique em cada momento se ha bateria (U diferente de zero) e se ha corrente (i diferente de zero); so ha emissao de luz com ambas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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