Princípio de funcionamento
Um diodo se forma onde semicondutores tipo P e tipo N se encontram. Na junção, elétrons e lacunas se recombinam e deixam para trás uma região de depleção com um campo elétrico interno, o potencial de barreira. É esse campo que torna o dispositivo unidirecional: ele se opõe à difusão adicional de portadores, de modo que a corrente flui facilmente num sentido e é bloqueada no outro. O lado P é o anodo e o lado N é o catodo.
Polarização direta e reversa
Ligar o anodo ao positivo estreita a região de depleção e, assim que a tensão aplicada supera a tensão direta — cerca de 0,7 V no silício e 0,3 V no germânio —, o diodo conduz, com a corrente subindo exponencialmente para incrementos mínimos de tensão. A polarização reversa alarga a região e só circula uma pequena corrente de fuga. Se a tensão reversa subir o suficiente, a junção entra em ruptura: num retificador comum isso é destrutivo, enquanto o diodo Zener é projetado para operar ali com segurança.
A curva característica
A curva I-V do diodo é fortemente não linear, e é justamente isso que o torna útil. A equação de Shockley a descreve: a corrente depende exponencialmente da tensão de junção, tendo como constantes a corrente de saturação e a tensão térmica dependente da temperatura. Uma consequência prática é que um diodo em condução mantém tensão quase constante sobre si numa ampla faixa de corrente, por isso ele deve sempre ser alimentado através de um elemento limitador de corrente, nunca ligado direto a uma fonte de tensão.
Onde é usado
Diodos retificam CA em CC em configurações de meia onda, onda completa e ponte na entrada de praticamente toda fonte de alimentação. Grampeiam picos indutivos em bobinas de relé e enrolamentos de motor, protegem circuitos contra polaridade invertida e formam redes ceifadoras e grampeadoras em sinais. Parentes próximos estendem a ideia: diodos Schottky pela baixa queda direta e recuperação rápida, diodos Zener como referência de tensão e LEDs para emissão de luz.