トンネルダイオードは、特異な動作特性を持つ半導体素子で、主に高周波回路や超高速スイッチング回路に使用されます。このダイオードは、逆方向バイアスの領域で特に注目される「トンネル効果」を利用しています。
トンネル効果とは、量子力学的な現象であり、粒子がエネルギー障壁を透過する能力を指します。トンネルダイオードでは、pn接合の幅が非常に薄く設計されているため、電子が障壁を越えて移動することが可能になります。この特性により、トンネルダイオードは非常に短い応答時間を持ち、高速な動作が可能です。
トンネルダイオードの特徴としては、電流-電圧特性が非線形であり、特に「負の抵抗領域」が存在することが挙げられます。この負の抵抗領域では、電圧が増加するにもかかわらず電流が減少する現象が起こります。この特性を利用して、振動子や増幅器などの回路に応用されます。
トンネルダイオードは、低電圧で動作し、非常に小型化できるため、モバイル機器や通信機器など、幅広い分野での利用が期待されています。