Тунельний діод, двоелектродний електронний прилад на основі напівпровідникового кристала, в якому є дуже вузький потенційний бар'єр, що перешкоджає руху електронів; різновид напівпровідникового діода . Вигляд вольтамперной характеристики (ВАХ) Т. д. визначається головним чином квантово-механічним процесом туннелірованія (див. Тунельний ефект ), завдяки якому електрони проникають крізь бар'єр з однієї дозволеної області енергії в іншу. Винахід Т. д. вперше переконливо продемонструвало існування процесів туннелірованія в твердих тілах. Створення Т. д. стало можливо в результаті прогресу в напівпровідниковій технології, що дозволив створювати напівпровідникові матеріали досить строгий заданими електронними властивостями. Шляхом легування напівпровідника великою кількістю певних домішок удалося досягти дуже високої щільності дірок і електронів в р - і n- областях, зберігши при цьому різкий перехід від однієї області до іншої (див. Електронно-дірковий перехід ) . Зважаючи на малу ширину переходу (50—150 Å) і досить високої концентрації легуючої домішки в кристалі, в електричному струмі через Т. д. домінують електрони, що тунелюють. На мал. 1 приведені спрощені енергетичні діаграми для таких р — n - переходів при чотирьох різній напрузі зсуву U. При збільшенні напруги зсуву до U 1 міжзонний тунельний струм ( i t на мал. 1 , би) зростає. Проте при подальшому збільшенні напруги (наприклад, до значення U 2 , мал. 1 , в) зона провідності в n-області і валентна зона в р-області розходяться, і зважаючи на скорочення числа дозволених рівнів енергії для тунельного переходу струм зменшується — в результаті Т. д. переходить в стан з негативним опором . При напрузі, що досягла або U, що перевищив, 3 ( мал. 1 , г) , як і у випадку звичайного р — n-переходу, домінуватиме нормальний дифузійний (або тепловий) струм.
Перший Т. д. був виготовлений в 1957 з германію ; проте незабаром після цього були виявлені ін. напівпровідникові матеріали, придатні для здобуття Т. д.: Si, Insb, Gaas, Inas, Pbte, Gasb, SIC і ін. На мал. 2 приведені ВАХ ряду Т. д. Через те що Т. д. у деякому інтервалі напруги зсуву мають негативний диференціальний опір і володіють дуже малою інерційністю, їх застосовують як активні елементи у високочастотних підсилювачах електричних коливань, генераторах і перемикальних пристроях.
Л. Есаки.
Від редакції. Т. д. був запропонований в 1957 лауреатом Нобелівської премії Л. Есаки, тому Т. д. називають також діодом Есаки
Літ.: Esaki L., New phenomenon in narrow germanium р — n junctions, «Physical Review», 1958, v. 109 № 2; його ж, Long journey into tunnelling, «Reviews of modern Physics», 1974, v. 46 № 2.
