ทันเนลไดโอด (tunnel diode) ต่างจากไดโอดธรรมดาตรงที่ลักษณะสมบัติแรงดันและกระแสบางช่วงเป็นแบบต้านทานลบ กล่าวคือเมื่อเพิ่มแรงดันเกิดค่าค่าหนึ่งแทนที่กระแสจะสูงขึ้นกลับลดลง ดังแสดงในรูป

เหตุที่ลักษณะสมบัติบางช่วงเป็นความต้านทานลบเพราะว่ามีการโด๊ปสารด้านใดด้านหนึ่งของหัวต่อ P-N ให้มีสารเจือปนมากกว่าปกติถึงเป็นร้อยเท่าพันเท่า ซึ่งการโด๊ปมาก ๆ เช่นนี้ทำให้หัวต่อที่เรียกว่าดีพลีชั่นบางมากเมื่อให้ไบแอสตรงจึงทำให้พาหะสามารถวิ่งทะลุรอยต่อไปยังขั้วอีกด้านหนึ่งได้ ดังนั้นกระแสจะสูงขึ้นจนถึงค่าสูงสุด หลังจากนั้นเมื่อเพิ่มแรงดันอีกกระแสลดลง เพราะพาหะที่วิ่งทะลุรอยต่อลดน้อยลงจนถึงค่าค่าหนึ่งพอเพิ่มแรงดันสูงกว่านี้อีกจะเป็นลักษณะแบบไดโอดธรรมดา

สัญญลักษณ์ของทันเนลไดโอด