Якщо на дiод з p-n-переходом подати зворотну напругу URD вiд зовнiшнього джерела живлення то висота потенцiального бар'єра зросте і буде дорівнювати
-  = - (U0 + URD)
| (3.44) |
Товщина областi просторового заряду зросте. Умови рiвноваги на p-n-переходi дiода будуть порушенi. Струм дифузiї крiзь перехiд значно зменшиться, а переважати буде дрейфовий струм. Зворотний струм крізь діод за умов зворотного зміщення визначають як суму діркового та електронного струмів на границях ОПЗ:
IRD = qS   .
| (3.45) |
Зваживши, що за умови | URD | > 4UT зворотний струм насичення діода розраховують за виразом:
| ISD = qS .
| (3.46) |
Для діода з p-n-переходом, за умов тонких нейтральних областей і зворотного зміщення переходу, зворотний струм насичення визначають за виразом:
ISD = qS  .
| (3.47) |
Cтрум IFD, який протікає крізь діод за напруги прямого зміщення UFD, розраховують за виразом:
IFD = ISD  .
| (3.48) |
За умов прямого зміщення exp 
>> 1, тому на практиці частіше використовують спрощену форму вольт - амперної характеристики (3.48)
IFD @ ISD exp  .
| (3.49) |
Напруга пробою діода
Напруга пробою переходу залежить від концентрації домішки в області з меншим рівнем легування. На рис. 3.3 зображено в логарифмічному масштабі графік залежності напруги лавинного пробою від концентрації домішки в слаболегованій області для однобічного ступінчатого переходу. Для значень напруги пробою UBR від 300 до 10 В існує лінійна залежність між lgUBR i lgNдом. Аналітичний запис напруги пробою для лінійного відрізка (рис. 3.3.) має такий вигляд:
| U BR = (2,3.1012) (N)-0,66, | (3.50) |
де N – концентрація домішки ат/см3.
Для плавного переходу з лінійним концентраційним профілем домішки напругу пробою визначають за формулою
| UBR= (0.31.109)kг- 0,4. | (3.51) |
де kг - градієнт концентрації домішки [ ат/см4 ].
Графік на рис. 3.3, а також формули (3.50) і (3.51) відносяться до планарних p-n-переходів (переходів створених паралельними шарами p- та n-типу). Реальні p-n-переходи, створені на основі транзисторних структур (рис. 3.2), будуть мати напругу пробою меншу, ніж у планарних структур.
Діод Шотткі
Найпростіша структура діода Шотткі (ДШ) в інтегрованій мікросхемі (ІМС) зображена на рис. 3.4. Бар’єр Шотткі створюється на межі розділювання металевого контакту 3 і напівпровідника n -типу 5. Концентрація домішок у напівпровіднику має бути N £ 5.1023 атом/м3. Власне перехід від металевого контакту 3 до напівпровідника 5 і є інтегрованим ДШ. Для створення омічного контакту електрода 2 до низьколегованої області 5 формують перехідну область 1, а для зменшення опору пасивної області діода формують заглиблений шар 4.
Висоту потенціального бар'єра U0 на границі між напівпровідником і металом за умов рівноваги розраховують за формулою
 = 
| (3.52) |
де 
і 
- термодинамічна робота виходу для металу і напівпровідника; UМН – потенціальний бар’єр контакту метал – напівпровідник; Eg – ширина забороненої зони напівпровідника; q – заряд електрона; jF – потенціал Фермі в напівпровіднику.
Величина зовнішньої роботи виходу залежить для використовуваних напівпровідників і знаходиться в межах 4 - 6 еВ (зовнішня робота виходу для силіцію - 4,15 еВ). Значення термодинамічної роботи виходу для використовуваних металів знаходиться теж у межах 4 - 6 еВ (алюміній – 4,1 еВ, молібден - 4,7 еВ, платина – 5,3 еВ, силіцид молібдену – 4,8 еВ, силіцид платини – 4,7 еВ).
Розподіл електронів у приповерхневому шарі напівпровідника визначають за формулою
 ,
| (3.53) |
де n0 – концентрація електронів у зоні провідності за температури 300 К; U(x) – розподіл потенціалу в ОПЗ напівпровідника, 
, 
.
Заряд у приповерхневому шарі напівпровідника буде позитивним. Його визначають як різницю між зарядом іонізованих домішок 
і зарядом електронів n(x)
  .
| (3.54) |
