Une diode tunnel est un composant électronique haute performance utilisé dans les circuits électroniques à grande vitesse. Il est utilisé comme une forme spécifique de semi-conducteur. Également appelée diode Esaki du nom de son inventeur, la diode tunnel utilise la mécanique quantique pour produire une diode à fonctionnement extrêmement rapide.
En 1957, le physicien Leo Esaki, travaillant pour la société maintenant connue sous le nom de Sony, a conçu la première diode tunnel palpable après avoir découvert que forcer un effet tunnel sur les électrons créait un traitement beaucoup plus rapide du signal envoyé à travers la diode. Il a remporté un prix Nobel de physique conjointement avec Brian Josephson en 1973 sur la base de leur découverte et de leur conception. Après la mise en œuvre de diodes tunnel pour une multitude d’appareils électroniques fabriqués par Sony Corporation, l’utilisation de diodes tunnel s’est rapidement étendue à d’autres fabricants et beaucoup ont créé leurs propres conceptions de diodes tunnel basées sur celle créée par Esaki.
Les diodes tunnel sont populaires car elles sont capables de fonctionner à des vitesses par rapport à la région des micro-ondes. Leur conception et les matériaux utilisés pour les créer leur permettent de fonctionner à une vitesse aussi élevée. Cet attribut permet à la diode tunnel de devenir un élément viable de nombreux appareils électroniques différents, et la diode tunnel a été utilisée par un certain nombre de fabricants de produits électroniques depuis sa création.
La raison pour laquelle ces diodes sont capables de fonctionner aussi rapidement qu’elles le font et de créer la vitesse de traitement dont elles sont capables est due à l’alignement des bandes d’électrons de conduction et de cantonnière dans une bande interdite rompue. Cet alignement permet au circuit dans lequel la diode est mise en œuvre de pouvoir traiter le signal d’entrée de manière significativement plus rapide. En conséquence, la diode tunnel peut être utilisée dans les amplificateurs et les processeurs de signaux, ainsi que dans les convertisseurs de fréquence et les oscillateurs.
Le matériau dont est constituée la diode contribue également à la vitesse à laquelle elle est capable de fonctionner. La diode elle-même peut être fabriquée strictement à partir de germanium, un matériau léger et ultra-conducteur. C’est le matériau qui a été principalement utilisé lorsque ces types de diodes sont devenus populaires.
Les modèles ultérieurs des diodes ont été fabriqués à partir d’autres matériaux conducteurs. Les exemples incluent l’arséniure de gallium ainsi que les matériaux à base de silicium. L’utilisation de différents matériaux a augmenté ou diminué la vitesse de fonctionnement de la diode tunnel, selon l’utilisation de la diode.