先讲讲隧道效应。根据经典理论，电子要通过它前面的势垒，必须具有高于势垒的能量。这种势垒就好象横在电子前进途中的一座大“山”，电子要有足够的“力气”才能翻过这座“山”。但是，近代量子力学指出，电子并不一定要从“山”上面过去，只要这座“山”足够“高”又足够“薄”时，电子就可以从它的底下穿过去，就好象火车通过隧道一样，这种现象叫做隧道效应。利用PN结的隧道效应制成的二极管叫做隧道二极管。
隧道二极管的PN结与普通半导体二极管不同，（1）结的厚度特别薄，比一般二极管的PN结约薄100倍；（2）P区和N区的杂质浓度特别高，比一般二极管高100万倍以上；隧道二极管具有负阻特性，其工作频率可以较高，噪声较低，目前多用在混频、检波以及微波放大及振荡等方面。