Туннельные диоды обладают высоколегированными p-n-областями полупроводника. Концентрация легирующих примесей в областях на 2 — 3 порядка выше, чем в обычных диодах. Высокая концентрация примесей приводит к вырождению полупроводника в полуметалл и перекрытию энергетических зон (зоны проводимости полупроводника типа n с валентной зоной полупроводника типа р) и возникновению высокой (порядка 105 — 10е В/см) напряженности поля в уаком (около 0,01 мкм) переходе. При такой напряженности поля в зоне перекрытия возникает туннельный механизм проводимости электронов через потенциальный барьер, т. е. движение элек-тронов через барьер высотой, превышающей энергию электрона.
Туннельные диоды обладают высоким быстродействием, что способствует их использованию в схемах переключателей, усилителей и генераторов колебаний высоких частот.
Статическая ВАХ диода (рис. 47, а) в области малых прямых напряжений имеет падающий участок АБ с отрицательным дифференциальным сопротивлением, который используется для режимов усиления и генерирования колебаний.
Рис 47 Вольтамперная характеристика (а) и эквивалентная схема туннельного диода (б) и ВАХ обращенного диода (в)
Параметры туннельных диодов делят на три группы. В первую группу входят параметры, определяющие режим работы диода:
пиковый (максимальный) ток Iп и ток впадины Iв (минимальный ток) прямой туннельной ветви ВАХ;
напряжения Ua и Uв, соответствующие точкам максимума и минимума характеристики;
отношение пикового тока Iп к току впадины IВ, характеризующее протяженность падающего участка вдоль оси токов;
напряжение раствора UР на инжекционной ветви, соответствующее пиковому току в точке максимума;
отрицательное сопротивление — дифференциальное сопротивление Гдиф на падающем участке ВАХ.
Во вторую группу входят параметры, характеризующие частот-ные свойства диодов:
проходная емкость Сд — суммарная емкость перехода и корпуса при заданием напряжении смещения;
индуктивность Lд обусловленная выводами и деталями корпуса прибора;