空乏区通常只有10奈米宽），常用的材料包括锗、砷化镓等窄能隙的材料，由于高掺杂会产生晶格的破坏，，加上窄能隙材料缩小量子穿隧的障碍，所以能够增加量子穿隧的电流。隧道二极体常用于频率转换器和侦测器上，由于隧道二极体的负微分电阻的特性，其也可应用于振盪器、放大器以及开关电路的迟滞。