Un diodo tunnel funziona creando un'area di resistenza negativa per gli elettroni per penetrare la barriera potenziale di una giunzione a semiconduttore. Il meccanismo di un diodo tunnel si basa sul principio del tunneling meccanico quantistico particella "tunnel" attraverso una barriera, che non può altrimenti attraversare.
Un diodo è un dispositivo elettronico a semiconduttore che consente all'elettricità di passare attraverso un'unica direzione. Un tipo comune di diodo è chiamato diodo di giunzione p-n, che consiste di due terminali: una sostanza di tipo p denominata "anodo" e una sostanza di tipo n denominata "catodo". Altri tipi di diodi includono il diodo Zener, il diodo Schottky, il diodo laser, il diodo tunnel e il diodo ad emissione di luce o LED.
Un diodo tunnel, detto anche diodo Esaki, prende il nome dal suo scopritore, Leo Esaki. Nel 1958, Esaki stava studiando gli effetti delle giunzioni di germanio drogante per transistor bipolari. Nell'elettronica, il doping è il processo di aggiunta di impurità ai semiconduttori per regolare la resistenza elettrica. Esaki scoprì che aggiungendo grandi quantità di impurità su un diodo a giunzione normale, si forma una regione di resistenza negativa, che si traduce in una diminuzione nella regione di svuotamento. La riduzione della zona di esaurimento consente alle particelle, come gli elettroni, di passare attraverso la barriera di giunzione. I diodi a tunnel sono componenti importanti utilizzati in una varietà di applicazioni elettroniche. Sono particolarmente efficaci come amplificatori o oscillatori.