O diodă tunel sau diodă Esaki este un tip de diodă semiconductoare capabilă de operare la viteze foarte mari, în domeniul microundelor (frecvențe de ordinul gigahertzilor), utilizând efecte cuantice.
Diodele tunel au o joncțiune p-n puternic dopată, cu o lățime de doar 10 nm (100 Å). Doparea puternică are ca rezultat un spațiu rupt între benzile de electroni, unde nivelele electronilor din banda de conducție de pe partea n sunt mai mult sau mai puțin aliniate cu nivelele electronilor din banda de valență a golurilor din zona p.
Funcționarea la polarizare directă
La polarizare directă normală, cu creșterea tensiunii, electronii întâi tunelează prin bariera foarte îngustă a joncțiunii p-n deoarece nivelele umplute cu electroni din banda de conducție din regiunea n se aliniază cu nivelele libere din banda de valență din regiunea p a joncțiunii. Dacă tensiunea crește mai mult, aceste nivele devin mai puternic defazate iar curentul scade — ceea ce se numește rezistență negativă, deoarece curentul scade cu creșterea tensiunii. Dacă tensiunea crește mai mult, dioda începe să funcționeze ca o diodă normală, unde electronii se deplasează prin conducție prin joncțiunea p-n, și nu prin tunelarea prin bariera de potențial. Astfel, cea mai importantă regiune de funcționare a unei diode tunel este regiunea de rezistență negativă (caracteristica diodei tunel are forma literei N).
