Dioden sind Halbleiterbauelemente, die Strom nur in einer Richtung durchlassen. Sie bestehen aus den zwei Elektroden Anode und Kathode und lassen nur dann einen Stromfluss zu, wenn die Anode positiver ist als die Kathode. Liegt beispielsweise an der Anode eine sinusförmige Wechselspannung mit wechselnder Polarität, dann fließt nur während der positiven Halbwellen Strom durch die Diode. Die negativen Halbwellen werden gesperrt und am Arbeitswiderstand entstehen Spannungsänderungen, die der positiven Halbwelle des Sinussignals entsprechen. Die Diode erfüllt damit die Funktion eines Gleichrichters aber ebenso die eines elektronischen Schalters, der in DRL-Logiken und DTL-Logiken eingesetzt wird.

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Schaltzeichen und Kennlinie der Silizium-Diode

Historisch betrachtet hat sich die Diode aus der Röhrendiode und der Spitzendiode, auch bekannt als Detektor, entwickelt. Bei der Halbleiterdiode tritt an die Stelle eines spitzen Leiters der einen Kristall kontaktiert, eine PN-Schicht, die aus P-Material und N-Material gebildet wird. Der Transportmechanismus des Stromflusses entspricht dem eines Halbleiters mit Elektronen und Löchern.

Historischer Detektor, wie er in frühen Rundfunkempängern eingesetzt wurde

Die I-U-Kennlinie der Diode weist einen Durchlassbereich, einen Sperrbereich und einen Durchbruchbereich aus. Der Durchlassbereich ist abhängig vom Halbleitermaterial und zeigt bei Silizium (Si) eine Kennlinie, die bei 0,7 V beginnt, bei Germanium (Ge) bei 0,3 V. Der Sperrbereich ist der Spannungsbereich in dem die Diode sperrt. Dieser kann 100 Volt und mehr betragen. Eine weitere Erhöhung der Sperrspannung führt zum Durchbruch. Das ist ein nicht reversibler Spannungsbereich, der zur Zerstörung der Diode führt. Der Durchbruchbereich wird in Zenerdioden genutzt und kennzeichnet die Zenerspannung.

Neben der normalen Halbleiterdiode und der Zenerdiode gibt es weitere speziell dotierte Dioden wie die Tunneldiode, die Gunn-Diode oder die Schottky-Diode. Darüber hinaus sind die lichtemittierenden Dioden wie die Laserdiode und die Leuchtdiode und die lichtsensitiven Fotodioden sowie die Lawinenfotodiode und die Kapazitätsdioden zu nennen.