Разработки и исследования ГШЛПД, доведенные до совершенства А.И. Мельниковым, и СГЛПД, разработанные А.М. Цебиевым, позволили создать широкий ряд этих устройств, использующихся в радиотехнической аппаратуре различного назначения.
А.С. Тагером с сотрудниками были разработаны принципы расчета и конструирования перечисленных устройств, созданы и детально исследованы экспериментальные образцы устройств сантиметрового и миллиметрового диапазона длин волн. Эти исследования, выполненные до появления первых зарубежных публикаций по ЛПД (1965 г.) и обобщенные в докторской диссертации А.С. Тагера (Генерация и усиление колебаний СВЧ с помощью диодов с динамическим отрицательным сопротивлением: Докторская диссертация. – М.: ИРЭ АН СССР, 1962 г.) и первой в мировой литературе монографии по ЛПД (Тагер А.С., Вальд - Перлов В.М. Лавинно - пролетные диоды и их применение в технике СВЧ. М.: Сов. радио. 1968 г.) доказали широкие возможности применения устройств на ЛПД в технике СВЧ и явились основой многочисленных конкретных отечественных и зарубежных разработок. Они способствовали также созданию ряда новых полупроводниковых приборов СВЧ, измерителей СВЧ полей, индикаторов высших гармоник и внеполосного излучения, модуляторов СВЧ излучения и многих других.
Открытие ЛПД дало толчок к широкому исследованию динамики процессов разогрева электронов и ударной ионизации в условиях неоднородного электрического поля СВЧ, выполненному А.С. Тагером с сотрудниками. Высокочастотные характеристики ЛПД существенно зависят от развития во времени процессов разогрева и ударной ионизации электронов с длительностью 0,1…0,0001 наносекунд. Изучение динамики столь быстрых процессов потребовало разработки новых экспериментальных и теоретических методов. Была предложена и обоснована оригинальная методика исследования разогрева электронов с помощью электрического поля СВЧ, получившая затем широкое распространение. В работе, выполненной им совместно с И.К. Викуловым, решена общетеоретическая проблема, связанная с разработкой адекватных моделей и методов расчета взаимодействия электромагнитных полей с электронно - дырочной плазмой в кристаллах на частотах, сравнимых с характерными частотами плазмы (частотой столкновений электронов с фононами и частотой междолинных переходов).
Работая над поиском новых типов неустойчивости полупроводниковой плазмы, сопровождавшейся излучением колебаний СВЧ, А.С. Тагер и В.Н. Кобызев впервые обнаружили электромагнитное излучение в диапазонах СВЧ и КВЧ, испускаемое кристаллами антимонида индия мощностью несколько микроватт, которое наблюдалось в импульсном режиме в сильных электрическом и продольном магнитном полях в виде узких спектральных линий, перестраиваемых в широком диапазоне частот электрическим полем.
На особом месте стоит созданная А.С. Тагером и А.И. Мельниковым теория флюктуации в полупроводнике в условиях лавинной ионизации. Работа А.С. Тагера нашла широкое признание в научном мире, на нее ссылаются практически все ученые, занимающиеся проблемами шумов в ЛПД. Здесь А.С. Тагер впервые вводит предположение, что высокочастотные флюктуации лавинного тока обусловлены двумя причинами: обычным дробовым эффектом в первичном токе и флюктуацией числа частиц в лавине. Второе предположение после нетривиальных теоретических исследований приводит его к замечательным результатам:
1) отношение спектральной плотности флюктуаций тока лавины к спектральной плотности обычного дробового шума растет пропорционально квадрату коэффициента умножения, который достигает весьма больших значений (для германия – это 100...10000),
2) инерция лавинного процесса, определяемая характерным временем, пропорциональным периоду колебаний и коэффициенту умножения, обуславливает уменьшение интенсивности флюктуаций тока с частотой по обратноквадратичному закону.
На основании этого были определены статистические свойства лавинной плазмы и получен спектр флюктуаций в широком диапазоне частот, включая СВЧ. Установлена высокая температурная стабильность спектральной плотности высокочастотных флюктуаций. Позднее А.И. Мельниковым был выяснен вклад в спектр флюктуаций тока электронов, инжектированных в диод в результате туннельного эффекта, и показана возможность разделения лавинной и туннельной составляющих тока по измеренной величине спектральной плотности мощности шума. Выводы теории подтверждены детальными экспериментальными исследованиями и в настоящее время являются общепризнанной основой анализа шумовых свойств различных полупроводниковых приборов, в которых существенна лавинная ионизация. Отметим также первую в мире публикацию А.С. Тагера по расчету лавинных шумов в фотодиодах и их влиянию на чувствительность демодуляторов света.
На основе общей теории флюктуаций лавинной плазмы выполнен анализ шумовых свойств ЛПД, а также генераторов и усилителей на этих диодах. Выяснена зависимость уровня шума ЛПД от параметров материала и структуры диода, определены и реализованы экспериментально пути снижения шумов ЛПД и ГЛПД.
Неоценим вклад выдающегося ученого в создание общей теории лавинно - пролетных диодов. На основе результатов исследования лавинно - пролетной неустойчивости в германиевых диффузионных диодах и свойств лавинной плазмы горячих электронов была построена теоретическая модель ЛПД, пригодная (в отличие от сильно идеализированной модели Рида) для анализа свойств диодов с реальным профилем легирования при любых амплитудах колебаний. С помощью этой модели разработана аналитическая теория линейных и нелинейных динамических процессов в ЛПД, позволившая правильно описать все основные особенности статических и высокочастотных характеристик ЛПД, определить зависимость отрицательного сопротивления, КПД и полезной мощности этих диодов от частоты, параметров структуры, электрического режима и температуры диода. Выяснены механизмы нелинейных ограничений КПД и полезной мощности ЛПД, указаны пути улучшения этих параметров, предсказан и экспериментально подтвержден ряд эффектов, специфических для ЛПД (возможность жестких режимов возбуждения колебаний, формирование падающего участка на динамической вольтамперной характеристике диода при больших амплитудах колебаний).