Обращенные диоды – это диоды на основе полупроводника с критической концентрацией примесей, в котором проводимость при обратном напряжении смещения из-за туннельного эффекта значительно больше, чем при прямом смещении.
При концентрациях примесей в и областях диода, меньших, чем в туннельных диодах, но больших, чем в обычных выпрямительных диодах, можно получить диод, энергетическая диаграмма которого показана на рис. 1.23. Уровень Ферми при такой средней концентрации примесей может быть расположен на потолке валентной зоны области и на дне зоны проводимости области диода.
У обращенных диодов при прямом смещении туннельный ток отсутствует и прямая ветвь ВАХ определяется диффузионными составляющими токов электронов и дырок, как у обычных диодов. Обратная ветвь ВАХ у таких диодов определяется туннелированием электронов (рис. 1.23). Таким образом, обращенные диоды обладают выпрямляющим эффектом, но пропускное (проводящее) направление у них соответствует обратному включению, а запирающее (непроводящее) – прямому включению.
Рис. 1.23
Из принципа действия обращенных диодов ясно, что они, во-первых, способны работать на очень малых сигналах. Во-вторых, обладать хорошими частотными свойствами, так как туннелирование – процесс малоинерционный, а эффект накопления неосновных носителей при малых прямых напряжениях практически отсутствует. Поэтому обращенные диоды можно использовать в СВЧ-диапазоне. В-третьих, из-за относительно большой концентрации примесей в и областях обращенные диоды оказываются малочувствительными к воздействиям проникающей радиации. Обращенные диоды являются разновидностью туннельных диодов и имеют такую же область применения, что и переключательные туннельные диоды, но иногда используются в схемах детекторов и смесителей СВЧ-диапазона.