68
Концентрация акцепторов N
a
убыв ает по экспоненциально му за-
кону, а к онцентрация доноров N
д
о динакова по всей структ уре. Перех од
создается вб лизи сечения х
о
, где N
a
=N
д
(рис. 6.1б). Особенность пе-
ре хо да заклю чается в том, что разность в концентрациях э лектронов и
дырок по обе стороны перех ода возрастает по экспоненте по мере уда-
ления от него. Это создает дополнительный диффузионный ток, направ-
ленный противоположно к диффузионно му току, создающему запорный
слой в обычном p-n пере хо де (с равномерным распределением приме-
сей ). В результате в ДНЗ инжектированные э лек троны и дырки оказы-
ваются сосредо точенными вб лизи границ перехо да и запорный слой
становится более узким. При ска чкообразно м изменении напряж ения с
прямого на обратное (рис. 6.1в) появляется большой обратный ток пе-
ре хо да, ограниченный лишь сопро тивлением цепи. Для ДНЗ харак тер-
но, чт о импульс обратного тока резко обрывается в некоторый момент
времени t
1
, когда неосновные носители зак анчив а ю т прохо ждение пе-
ре хо да. При надлежащем выборе закона распределения примеси ин-
тервал времени [t
1
, t
2
] может быть сужен до 10
-10
- 10
-11
с. Поэтому
ДНЗ называют также диодами с резким восстановлением обрат-
ного тока. При воздействии на ДНЗ синусоидального напряжения фор-
ма импульса обратного тока оказывается резко несинусоидальной.
Спектр периодических импу льсов тока содержит много гармоник, что
позволяет применение ДНЗ в схемах умножения частоты.
6.2. Туннельный диод
В основе работы туннельног о дио да лежит туннельный эффект,
кот орый заключается в том, чт о при определенных условиях э лек трон
мо жет пройти потенциальный барьер запорного слоя, не затра чив ая
энергии. Для этого нужно повысить равновесную разность потенциалов
перехо да и сдела ть о чень узким запорный слой. Эти требования можно
удов летворить одновременно, если повысить к онцентрацию э лек тро-
нов и дырок по обе стороны от p-n перех ода до 10
19
-10
20
[см
-3
]. Такие
полупроводники называются сверхлегированными, или вырожден-
ными. В вырожденных полупроводниках донорные уровни расщепля-
ются в зону, перекрыв ающуюся с зоной прово димости, а акцепторные
уровни – в зону, перекрывающуюся с в алентной зоной. Ширина за пре-
щенной зоны у меньшается, а контактная разность потенциалов стано-
вится сравнительно большой и б лизкой к середине зоны.
Вследствие этого создается возможность беспрепятственного пе-
ре х ода электронов из n-области в р-область по туннелю перекрываю-