Вольт – Амперная Характеристика (ВАХ).

Вследствие того, что подвижности µ₁ и µ₂ отличаются сильно, на участке ВАХ проявляется участок с ОДП.

Для GaAs – характерные точки между которыми происходит перераспределение Е_а и Е_в

Е_а =3,2 кВ/см Е_в =20 кВ/см

Так как в GaAs энергия расщепления меньше ширины запрещённой зоны E<E_g, то Ев меньше напряжения лавинного пробоя Е_лп (Е_в<Е_лп).

Механизм междолинных переходов приводящих к появлению участка с ОДС, часе всего называют эффектом Ганна. Такой эффект реализуется в очень малом количестве полупроводников. Если подвижности µ₁, µ₂ мало отличаются друг от друга, то на ВАХ появляется характеристика без ОДС.

При выборе рабочей точки на участке ОДС любая зарядовая неустойчивость будет расти. И объёмный заряд будет расти. И это будет происходить до тех пор, пока заряд не вырастет на столько, что поле Е₁ и Е₃ соответствующие одинаковым токам. После этого рост зарядовой неустойчивости прекратится и, но она будет двигаться по образцу. В момент выхода объёмного заряда из образца возникает скачок тока и ясно, что время пролёта через образец – есть время соответствующее периоду колебаний тока во внешней цепи.

В случае если ВАХ не имеет участка с ОДС, то зарядовая неустойчивость, вызывающая изменение электрических полей, сама по себе рассасывается.

В GaAs флуктуации приводят к образованию сильного электрического поля, заряд в котором растёт до тех пор, пока токи слева и справа внутри домена не выровняются. Причём внутри домена будут только тяжёлые электроны, а снаружи вне домена – лёгкие электроны. Этот домен электрического поля также движется по образцу и его разрушение на контактах будет соответствовать появлению колебаний тока в цепи.

Соотношение, описывающее ВАХ в диодах Ганна на основе gaas

Устройство ДГ представлено на рис. 1, где 1 – катодный вывод; 2 – катодные токоподводящие проволочки, припаянные к омическому контакту кристалла; 3 – кристалл однородного полупроводника GaAs, представляющий по форме таблетку; 4 – керамический патрон; 5 – анодный стержень, к которому припаяна таблетка кристалла, выполняет роль теплоотвода. ДГ не содержит p-n -переходов.