Установлено принципиальное отличие SOS-эффекта от других способов коммутации тока в полупроводниковых диодных структурах, которое состоит в том, что развитие процесса обрыва тока происходит не в низколегированной базе структуры, как это имеет место в других приборах, а в высоколегированной p-области. При этом база структуры и p–n переход «залиты» плотной избыточной плазмой с концентрацией порядка 10¹⁶ cm^–3 и участия в процессе обрыва тока не принимают. Быстродействие SOS-процесса определяется тем, что при обрыве тока электрическое поле с напряженностью более 200 кВ/см создается в узком (около 40–50 мкм) слое p-области. Время формирования такого слоя при скорости движения фронта плазмы в единицы мкм/нс составляет ~10^–8с.

Показано, что для структур, работающих в режиме SOS-эффекта, увеличение глубины залегания p–n перехода ведет к снижению времени обрыва тока и увеличению коэффициента перенапряжения. Зависимость обусловлена возрастанием скорости движения концентрационного фронта избыточной плазмы вдоль p-области на стадии обратной накачки, что увеличивает ширину области сильного поля (увеличение напряжения на структуре) и снижает время ее образования (снижение времени обрыва тока).

Исследован механизм работы полупроводникового прерывателя при сверхвысоких плотностях обрываемого тока. Установлено, что наносекундное отключение тока (SOS-эффект) реализуется вплоть до предельной плотности тока 100–115 кА/см², когда в течение импульса обратного тока происходит перегрев и тепловой пробой полупроводниковой структуры.

Обнаружен и исследован эффект субнаносекундного обрыва сверхплотных токов в мощных SOS-диодах. Эффект наблюдается при длительности прямой накачки не более 60 нс, обратной накачки не более 20 нс и при плотности обрываемого тока более 3 кА/см². При этом глубина залегания p–n перехода в структуре должна превышать 180 мкм. Процесс характеризуется возникновением двух независимых областей сильного поля в p-области структуры, которые на стадии отключения тока расширяются со скоростью, близкой к скорости насыщения носителей, и перемыкают друг друга за время в сотни пикосекунд.

Обнаружен и исследован механизм генерации мощных незатухающих СВЧ колебаний напряжения в кремниевом безбазовом диоде при пропускании через него обратного тока высокой плотности. Получены колебания напряжения с размахом до 480 В, центральной частотой 5–7 ГГц и мощностью 300 кВт. Теоретическими методами установлено, что генерация колебаний обусловлена неустойчивостью распределения концентрации дырок, электронов и электрического поля в окрестности p–n перехода, существующей при прохождении обратного тока плотностью от 3 до 20 кА/см². Показано, что наибольшая мощность колебаний может достигать 1 МВт при частоте ~10 ГГц при протекании тока плотностью ~15 кА/см².

Основные публикации: 3–5, 7–8, 10, 15, 18–19, 24–26.