Cấu trúc bên trong của diode Gunn không giống như các diode khác ở chỗ nó chỉ bao gồm vật liệu bán dẫn pha tạp N, trong khi hầu hết các diode bao gồm cả hai vùng pha tạp P và N. Vật liệu bán dẫn được sử dụng là arsenua gali (GaAs), nitrua gali (GaN) hoặc phosphua indi (InP). Hai lớp pha tạp N mạnh ở hai cực phân cách nhau bằng lớp hẹp pha tạp yếu, dẫn đến điện áp hoạt động, vào cỡ 10 V, giảm trên lớp giữa, làm hiện ra hiệu ứng Gunn: Độ linh động của điện tử giảm khi tăng cường độ trường. Do sự không ổn định liên kết đó, các vùng có độ linh động điện tử thấp và cường độ trường cao di chuyển qua lớp này.

Vì thế diode Gunn không dẫn theo một hướng và không chỉnh lưu dòng điện xoay chiều như các diode khác. Đó là lý do tại sao một số văn liệu không sử dụng thuật ngữ "diod" mà thích dùng "TED" hơn. Trong diode Gunn, tồn tại ba vùng: hai trong số đó được pha tạp N tăng cường ở đầu và cuối linh kiện, với một lớp mỏng vật liệu pha tạp n nhẹ nằm giữa. Khi một điện áp được áp dụng cho thiết bị, độ dốc điện sẽ lớn nhất trên lớp giữa mỏng. Nếu điện áp tăng, dòng điện qua lớp trước tiên sẽ tăng, nhưng cuối cùng, ở các giá trị trường cao hơn, các tính chất dẫn của lớp giữa bị thay đổi, làm tăng điện trở suất và làm cho dòng điện giảm. Điều này có nghĩa là một diode Gunn có một vùng có điện trở âm khác biệt trong đặc tuyến Volt-Ampere của nó, trong đó việc tăng điện áp cấp vào sẽ gây ra sự giảm dòng điện. Đặc tính này cho phép nó khuếch đại, hoạt động như một bộ khuếch đại tần số vô tuyến hoặc trở nên không ổn định và dao động khi nó bị lệch với điện áp DC.[2]

• Cấu trúc lớp của diod Gunn
• Đặc tuyến Volt-Ampere của diod Gunn, điện trở âm khi V vượt điện áp ngưỡng Vпорог
• Mạch tương đương của dao động Gunn
• Một mạch dao động của Nga dùng diod Gunn. Có thể tinh chỉnh tần số