隧道二極體

又稱為江崎二極體，它是以 隧道效應電流為主要電流分量的 晶體二極體。它的工作符合發生 隧道效應具備的三個條件：① 費米能級位於 導帶和 滿帶內；②空間電荷層寬度必須很窄（0.01微米以下）；簡併半導體P型區和N型區中的 空穴和電子在同一能級上有交疊的可能性。隧道二極體為雙端子有源器件。其主要參數有峰谷電流比（IP/PV），其中，下標"P"代表"峰"；而下標"V"代表"谷"。簡單地說，所謂"隧道效應"就是指粒子通過一個勢能大於總 能量的有限區域。這是一種量子力學現象，按照經典力學是不可能出現的。隧道二極體可以被應用於低雜訊高頻放大器及高頻振蕩器中（其工作頻率可達毫米波段），也可以被應用於高速開關電路中。

基於重摻雜PN結 隧道效應而製成的 半導體兩端器件。隧道效應是1958年日本 江崎玲於奈在研究重摻雜鍺PN結時發現的，故隧道二極體又稱江崎二極體。這一發現揭示了固體中電子 隧道效應的物理原理，江崎為此而獲得諾貝爾獎金物理學獎。隧道二極體通常是在重摻雜 N型（或 P型）的半導體片上用快速合金工藝形成高摻雜的PN結而製成的；其摻雜濃度必須使PN結能帶圖中 費米能級進入N型區的 導帶和P型區的 價帶；PN結的厚度還必須足夠薄（150埃左右），使電子能夠直接從N型層穿透PN結勢壘進入P型層。這樣的結又稱隧道結。

隧道二極體的主要特點是它的正向電流－ 電壓特性具有負阻(見圖)。這種負阻是基於電子的量子力學 隧道效應，所以隧道二極體開關速度達 皮秒量級，工作頻率高達100 吉赫。隧道二極體還具有小功耗和低雜訊等特點。隧道二極體可用於 微波混頻、檢波（這時應適當減輕摻雜，製成 反向二極體），低雜訊放大、振蕩等。由於功耗小，所以適用於衛星 微波設備。還可用於超高速開關邏輯電路、觸發器和存儲電路等。

研究不同半導體材料製成的隧道二極體的基本特性，還能深入了解半導體中的 能帶結構和一些與量子力學有關的物理問題。