在这种器件中,当外加电压超过某一
阈值时,它的电流随着电压增加反而减小,出现了
负阻效应,放大和振荡就是利用其负阻效应产生的。由于这种器件的
负阻效应发生在某些 n 型半导体的整个晶片体内,所以称为“体效应管”。是一种重要的固体微波器件。制造体效应管所用的半导体材料主要是
砷化镓。
在n型GaAs外延材料两端加电压时,当外加电压使有源区内电场达到3千伏/厘米后,低能谷中的电子便可以从电场中获得足够的能量,跃迁到高能谷中去。由于高能谷中电子的有效质量增大,由此迁移率降低,平均漂移速度减小,电导下降,产生负阻效应,引起微波振荡,震荡频率反比与有源层的厚度。
欧姆阴极体结构的效应二极管,即在有源区外生长一层重掺杂层以降低接触电阻,改善欧姆接触性能。此种阴极结构在阴极附近有一个低于阈值电场的正阻耗能区,称为阴极无源区。电场分布向阳极单调增加。在阴极无源区中的电子还没开始跃迁,需要经过相当一段距离的电场加速后,才能获得足够的能量完成谷间的电子转移,在这段区域内不能参与提供功率输出。由于阴极无源区的存在,降低了器件的转换效率。这种由于阴极无源区的存在导致转换效率降低的现象,在有源区相对较短的器件中,如工作于毫米波频段内的器件中表现的尤为突出。