Предложен физический механизм, ответственный за возникновение участка отрицательного дифференциального сопротивления N-типа в вольт-амперных характеристиках металлических гетероструктур с туннельным барьером, образованным полупроводниковой прослойкой с внедрёнными в неё примесными центрами. Развитая в работе теория основана на предположении о наличии в потенциальном барьере локализованных двухуровневых структур, которые определяют величину тока, протекающего через соответствующий транспортный канал. Проанализировано влияние параметров задачи на туннельный ток.