«Лавинно-пролётный полупроводниковый диод»

(ЛПД)

полупроводниковый прибор с отрицательным сопротивлением (См. Отрицательное сопротивление), возникающим из-за сдвига фаз между током и напряжением на выводах прибора вследствие инерционных свойств лавинного умножения носителей заряда и конечного времени их пролёта в области р-n-перехода. Лавинное умножение в р-n-переходе вызвано ударной ионизацией (См. Ионизация) атомов носителями заряда. В отличие от др. приборов этого класса (туннельных диодов (См. Туннельный диод), Тиристоров, Ганна диодов), отрицательное сопротивление ЛПД проявляется только на СВЧ. Идея создания ЛПД впервые высказана американским физиком В. Ридом в 1958. Экспериментально генерация колебаний с помощью ЛПД впервые наблюдалась в СССР в 1959 группой сотрудников под рук. А. С. Тагера.

ЛПД применяются для генерирования колебаний в диапазоне частот от 1 до 300 Ггц. Мощность колебаний составляет единицы вт (при кпд Лавинно-пролётный полупроводниковый диод 10%). В 1967 был открыт режим работы ЛПД, при котором электрические колебания возникают сразу на 2 частотах: частоте f₀, характерной для обычного режима, и её субгармонике f₀/f_n, где n > 3. Этот режим отличается высокими значениями кпд (до 60% ) и высокими уровнями отдаваемой на субгармониках мощности (до нескольких сотен вт).

Для получения ЛПД могут быть использованы структуры типа p⁺-n-i-n⁺ (диод Рида), p-i-n, р-n, р⁺-n и р-n⁺, образуемые диффузией примесей, ионной имплантацией, эпитаксиальным наращиванием, напылением в вакууме с образованием барьера Шотки (см. Полупроводниковая электроника). При изготовлении их применяют Полупроводниковые материалы с высокой дрейфовой скоростью носителей заряда и большой шириной запрещенной зоны (GaAs, Si, Ge).

Лит.: Тагер А. С., Вальд-Перлов В. М., Лавннно-пролётные диоды и их применение в технике СВЧ, М., 1968.

В. М. Вальд-Перлов.