Dua Terminal Persimpangan P-N pada komponen dioda ini akan di doping berat yaitu kurang lebih 1000 kali lebih tinggi jika dibandingkan dengan jenis dioda pada umumnya. Karena doping berat itulah maka lebar lapisan deplesi akan dipersempit atau dipertipis menjadi nilai yang kecil mencapai 1/10.000 m.
Hal tersebut secara tidak langsung juga akan membuat Reverse Breakdown Voltage (Tegangan Jatuh Mundur) dioda menjadi sangat kecil dan hampir mendekati nilai “0” sehingga menyebabkan resistansi negatif ketika dioda tunnel menerima tegangan bias maju. Fenomena seperti ini merupakan fenomena kuantum aneh yang biasa disebut sebagai resonant tunneling.
Pada umumnya dioda tunnel terbuat dari Germanium, Gallium Arsenide atau Gallium Antimonide. Sedangkan untuk silikon tidak dimanfaatkan sebagai bahan untuk membuat dioda tunnel. Ini karena dalam proses pembuatannya membutuhkan waktu transisi arus puncak (Ip) dengan arus lembah (Iv) yang sangat cepat. Selain itu, Rasio Ip/Iv pada bahan silikon tidak sebagus bahan Gallium Arsenide ataupun bahan yang digunakan untuk membuat dioda tunnel lainnya.
Karakteristik Dioda Tunnel
Berdasarkan gambar diatas bisa dilihat bahwa saat tegangan bias maju (forward bias) kecil diberikan ke dioda terowongan maka untuk arus juga akan meningkat. Semakin bertambahnya tegangan bias maju, maka arus akan meningkat mencapai puncak arus (Ip).
Namun jika tegangan mengalami peningkatan lebih sedikit pada nilai yang tertentu, arus akan berubah menjadi munurun untuk mencapai titik paling rendah atau yang biasa disebut sebagai arus lembah (Iv). Jika tegangan yang didapatkan mengalami peningkatan lebih lanjut, arus pada komponen dioda juga akan meningkat lagi.
Tegangan bias maju yang dibutuhkan sebagai penggerak dioda menuju ke puncak arus dan kemudian mengalami penurunan menuju ke lembah arus disebut dengan puncak tegangan (Vp). Sementara untuk tegangan yang ada pada lembah itu sendiri biasa disebut sebagai tegangan lembah (Vv).
Wilayah dimana arus mengalami penurunan dari Ip ke Iv ketika diberikan tegangan maju ini disebut sebagai wilayah Resistansi Negatif (wilayah antara Vp dengan Vv pada Grafik).
Konstruksi Dioda Tunnel
Arus Komponen dalam Dioda Tunnel
Berikut ini adalah arus total dalam komponen dioda terowongan:
It = Itun + Idioda + Iexcess
Arus yang mengalir dalam dioda terowongan sama seperti arus yang mengalir pada dioda PN-Junction normal yang diberikan, yaitu:
Ido – Membalikkan arus saturasi
Vt – Tegangan setara suhu
V – Tegangan melintasi dioda
η – Faktor koreksi 1 untuk Ge dan 2 untuk Si
