4.2.     Эффект накопления заряда

Частотные свойства p-n-перехода определяются инерционностью процессов накапливания и рассасывания неосновных носителей заряда. Длительность этих процессов зависит от времени жизни неосновных носителей t_р, и при уменьшении этого времени частотные свойства диодов улучшаются.

Уменьшение времени жизни неосновных носителей достигается введением специальных примесей, энергетические уровни которых расположены вблизи середины запрещенной зоны («глубокие уровни») и увеличивают вероятность рекомбинации. Например, введение золота в кремний n-типа снижает время жизни дырок до  (1—5)^.10^-9 с.

Быстродействие диодов с р-n-переходом зависит также от закона распределения примесей (доноров и акцепторов) по структуре.  Исследование этого вопроса привело к созданию диодов с накоплением заряда (ДНЗ).

Рассмотрим в чем заключается эффект накопления заряда.

В случае подачи на диод коротких импульсов напряжения длительностью порядка единиц или долей микросекунды необходимо учитывать инерционность его включения и выключения, обусловленную переходными процессами. При протекании прямого тока через диод в его базе из-за инжекции накапливаются неосновные неравновесные носители заряда. Если изменить полярность приложенного к диоду напряжения с прямой на обратную, этот зарядрассасывается постепенно , и возникающий обратный ток вследствие высокой концентрации неосновных неравновесных носителей в базе окажется вначале значительно больше статического тока насыщения; величина его будет ограничиваться лишь внешней нагрузкой. При быстром переключении с прямого напряжения на обратное диод запирается не сразу. Это явление связано со спецификой работы p-n-перехода и обусловлено так называемым эффектом накопления заряда.