什么是隧道二極管？
隧道二極管又稱為江崎二極管，是一種在極低正向電壓下具有負電阻的半導體二極管。 由于利用了量子力學隧道，因而它能夠極快地發揮功效。它是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體二極管。隧道二極管是采用砷化鎵（GaAs）和銻化鎵（GaSb）等材料混合制成的半導體二極管，其P型區和N型區是高摻雜的（即高濃度雜質的）。隧道電流由這些簡并態半導體的量子力學效應所產生。
隧道二極管的原理
隧道二極管是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體二極管。隧道效應，是指在兩片金屬間夾有極薄的絕緣層（厚度大約為1nm（10-6mm），如氧化薄膜），當兩端施加勢能形成勢壘V時，導體中有動能E的部分微粒子在E＜V的條件下，可以從絕緣層一側通過勢壘V而達到另一側的物理現象。
由重摻雜的p區和n區形成的PN結即隧道結。n型半導體的費米能級進入了導帶，p型半導體的費米能級進入了價帶，在沒有外加電壓，處于熱平衡狀態時，n區和p區的費米能級相等。n區導帶底比p區價帶頂還低，因此，在n區的導帶和p區的價帶中出現具有相同能量的量子態。在重摻雜情況下，雜質濃度大，勢壘區很薄，由于量子力學的隧道效應，n區導帶的電子可能穿過禁帶，到p區價帶，p區價帶電子也可能穿過禁帶到n區導帶，從而有可能產生隧道電流。隨著長度越短，電子穿過隧道的概率越大，隧道電流越顯著。
隧道二極管的工作符合發生隧道效應具備的三個條件：
①費米能級位于導帶和滿帶內；
②空間電荷層寬度必須很窄（0.01微米以下）；
③簡并半導體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。
隧道二極管的主要參數
（1）峰點電壓Up，約幾十毫伏，谷點電壓Uv，約幾百毫伏
（2）峰點電流Ipi，約幾毫安，谷點電流Iv約幾百微安
（3）峰谷電流比，約為5-6，越大越好
（4）谷點電容Cv，幾微法至幾十微法，越小越好，國產2BS4A：Up=80毫伏，Ip=4毫安，峰谷電流比≥5，Cv=10～15微法，Uv=280毫伏。
隧道二極管的伏安特性
隧道二極管的伏安特性，如圖（a）所示，是一條S型特性曲線。曲線中最大電流點P，稱為峰點；最小電流點V，稱為谷點。其電流和電壓間的變化關系與一般半導體二極管不同。當某一個極上加正電壓時，通過管的電流先將隨電壓的增加而很快變大，但在電壓達到某一值后，忽而變小，小到一定值后又急劇變大；如果所加的電壓與前相反，電流則隨電壓的增加而急劇變大。
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隧道二極管的特點
隧道二極管的主要特點是它的正向電流－電壓特性具有負阻。這種負阻是基于電子的量子力學隧道效應，所以隧道二極管開關速度達皮秒量級,工作頻率高達100吉赫。隧道二極管還具有小功耗和低噪聲等特點。
隧道二極管的應用
隧道二極管可用于微波混頻、檢波（這時應適當減輕摻雜，制成反向二極管），低噪聲放大、振蕩等。由于功耗小，所以適用于衛星微波設備。還可用于超高速開關邏輯電路、觸發器和存儲電路等。
