Обращенные диоды

Полупроводниковый диод, изготовленный из материала с концентрацией примесей в р- и n-областях меньших, чем в туннельных диодах, но больших, чем в обычных, имеет своеобразную вольтамперную характеристику, показанную на рис. 1.13, обращенную по сравнению с характеристикой обычных диодов. Такой диод является разновидностью туннельных диодов и называется обращенным.

Концентрация примесей в его полупроводниковой структуре должна соответствовать критической Nкр=10¹⁹ см^-3 и поэтому уровень Ферми р-области совпадает с потолком ее валентной зоны, а уровень Ферми n-области - с дном ее зоны проводимости. В условиях равновесия взаимное перекрытие занятых и вакантных уровней в разноименных зонах р- и n-областей отсутствует. Малое прямое напряжение в этом случае не создает взаимного перекрытия, и прямая ветвь туннельного тока в обращенном диоде отсутствует, а прямой ток структуры возникает только при повышенных по сравнению с туннельным эффектом напряжениях за счет инжекции носителей. Поэтому при малых прямых напряжениях, до нескольких десятых долей вольта, прямые токи намного меньше обратных. Отсюда и появилось название - обращенный диод. Обратная ветвь характеристики обращенного диода идентична туннельному диоду.

Обращенные диоды целесообразно использовать при выпрямлении малых переменных сигналов, составляющих несколько десятых долей вольта. Поскольку принцип действия обращенных диодов основан на туннельном эффекте, их можно использовать в быстродействующих переключающих схемах (время переключения менее 1 нс) или в схемах детекторов СВЧ.