Туннельные диоды обладают высоколегированными p-n-областями полупроводника. Концентрация легирующих примесей в областях на 2 — 3 порядка выше, чем в обычных диодах. Высокая концентрация примесей приводит к вырождению полупроводника в полуметалл и перекрытию энергетических зон (зоны проводимости полупроводника типа n с валентной зоной полупроводника типа р) и возникновению высокой (порядка 105 — 10е В/см) напряженности поля в уаком (около 0,01 мкм) переходе. При такой напряженности поля в зоне перекрытия возникает туннельный механизм проводимости электронов через потенциальный барьер, т. е. движение элек-тронов через барьер высотой, превышающей энергию электрона.
Туннельные диоды обладают высоким быстродействием, что способствует их использованию в схемах переключателей, усилителей и генераторов колебаний высоких частот.
Статическая ВАХ диода (рис. 47, а) в области малых прямых напряжений имеет падающий участок АБ с отрицательным дифференциальным сопротивлением, который используется для режимов усиления и генерирования колебаний.