定义：隧道二极管是一个重掺杂二极管具有高导电率由于浓度较高的杂质原子。在掺杂密度方面与传统的P-n结不同。
它的操作原则是隧道。
该隧道二极管的原理图符号用下面的图表表示。
隧道二极管的构造
通常用镓构建隧道二极管。镓砷和砷化镓等镓化合物被认为适用于隧道二极管。背后的原因是正向电流峰值的比率和谷电流的值。在期望的镓的情况下，该比率的值很高。
在镓的情况下，这个比率大约等于20，而在锗的情况下，它相对较低，即10。但是在硅的情况下，它非常小(大约3)。因此，硅不是隧道二极管的首选结构。
锗，砷化镓或锑化镓用于制造隧道二极管。它是发明的莱奥斯博士。因此，它也被称为隧道二极管。
隧道二极管的工作原理
它类似于典型的P-N结二极管，但它的高掺杂密度在很大程度上改变了它的电导率。在普通的P-N结二极管中，掺杂浓度为1 / 108.原子。但在隧道二极管的情况下，它是1 atom 103.原子。由于浓度较高的杂质离子，耗尽层的宽度降低，并且变成约105mm。
隧道
随着耗竭层宽度的大幅减小，载流子可以很容易地穿过结。因此，载流子穿过结不需要任何动能;他们只是冲过交叉路口。这种效应被称为隧道。因此，它被称为隧道二极管。
由于隧道，即使正向电压的值低，也会产生大值的正向电流（大约100 mv)。它可以正向偏置，也可以反向偏置。你一定在想，怎么在反向偏颇呢?但是，是的，由于高掺杂，它也可以反向偏压。但它通常只在正偏的情况下操作。
由于屏障电位的降低，反向击穿电压也降低。它变得大约为零，因为它即使是小的反向电压也可能导致二极管的击穿。结果，产生负电阻区域。您可以在隧道二极管的伏安特性的帮助下理解这一点。
借助能带图解释隧穿
当p型半导体重掺杂时，空穴浓度较高。相反，电子的浓度较低。而在重掺杂的n型半导体中，电子浓度较高。观察此情景下的能带图，可以说电子填充了n型区域导带的较低能级。
在P侧，传导带完全是空的。n型中的填充带与p型上的填充侧价带完全相反。因此，在这种情况下，没有可以进行隧道。如果一侧的填充带在另一侧的空带相对，则隧道将在那里。
偏置对能带图的影响
如果反向偏置被申请;被应用P-Region将上升因此，P区域的能量水平将获得更高的水平。在这种情况下，P区的填充价带与N区域的空传导带完全相反。因此，由于电荷载体的移动，电流也会变为反向偏置。并且该电流随着反向电压的增加而增加。
什么时候正向偏压适用于它，n区将上升并占据更高的能级。当N型的下填充导带与P型空传导带完全相反时，发生最大隧道。随着正向电压的增加，将发生越来越多的隧道。并且前进电流将增加并达到正向电流的峰值（iP.）在正向电压的峰值（vP.），即100mV。
当前进电压进一步增加时，N型区域进一步向上移动。并且在特定时间，当未发生更多的隧道时达到阶段，因为n型材料的导电带中的整个电子移动到p型区域。来自p型和n型的空能量水平彼此相反。
注意：这里，P区或N区向上移动意味着它们占据了更高的能量水平。这是因为当它们被偏置时，向前或反向外部电池源供应能量。
伏安特征
隧道二极管的伏安特性与传统的P-N结不同。这是由于隧道二极管的情况下的负电阻部分。当向前偏置偏置时，电流开始流动并获得峰值、Ip。但是当电压交叉时正向电压Vp(100mV)峰值，目前开始减少。这是负电阻区域。
电流达到最小值I.，谷目录IV.在谷电压Vv。
隧道二极管的优点
- 它是一种低成本的设备。
- 隧道二极管免受噪声干扰。
- 它很简单，它的操作速度很高。
隧道二极管的缺点
- 它不提供二极管的二极管的输入端子和二极管的输出端子之间的隔离。
- 它是一个低功耗设备。因此，更容易被热量和电力损坏。
隧道二极管的应用
它被用作开关、振荡器、放大器等。由于它的快速响应，它可以作为高频组件使用，但由于更好的设备的可用性，它不是首选。
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