Można powiedzieć, że dioda zachowuje się jak urządzenie o fali prostokątnej w kontekście zastosowań przełączających. Kiedy dioda jest używana w obwodach zaprojektowanych do szybkiego przełączania między stanami włączenia i wyłączenia, może wytworzyć na wyjściu falę prostokątną. W tych obwodach dioda albo całkowicie przewodzi prąd, gdy jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, albo całkowicie blokuje prąd, gdy jest spolaryzowana zaporowo, co powoduje ostre przejście między wysokim i niskim poziomem napięcia. To szybkie przełączanie naśladuje charakterystykę fali prostokątnej, która zmienia się pomiędzy dwoma różnymi poziomami napięcia z niemal natychmiastowym przejściem.
W niektórych zastosowaniach nieliniowych, na przykład w inżynierii RF i mikrofalowej, diodę nazywa się urządzeniem prawa kwadratowego. W tych zastosowaniach prąd przepływający przez diodę jest proporcjonalny do kwadratu napięcia przyłożonego do niej w przypadku małych poziomów sygnału. To zachowanie jest wykorzystywane w mikserach i modulatorach, gdzie reakcję diody na zmieniające się poziomy napięcia można wykorzystać do generowania lub przetwarzania sygnałów o składowych częstotliwości będących funkcjami kwadratu sygnału wejściowego. Charakterystyka prawa kwadratowego jest niezbędna w zastosowaniach takich jak mnożenie częstotliwości i wykrywanie sygnału.
Fala prostokątna to rodzaj fali okresowej, która zmienia się pomiędzy dwoma stałymi poziomami napięcia w jednakowym czasie spędzonym na każdym poziomie. Przejście pomiędzy tymi poziomami jest niemal natychmiastowe, tworząc przebieg o wyraźnym prostokątnym kształcie. Fale prostokątne charakteryzują się wysoką zawartością harmonicznych, co czyni je przydatnymi w elektronice cyfrowej i przetwarzaniu sygnałów, gdzie wymagane są ostre przejścia między stanami wysokimi i niskimi. Są powszechnie stosowane w obwodach czasowych, modulacji szerokości impulsu i zegarach cyfrowych.
Przykładem urządzenia o prawie kwadratowym jest dioda stosowana w obwodach wykrywania mocy, takich jak mierniki mocy RF. W tych obwodach napięcie wyjściowe diody jest proporcjonalne do kwadratu amplitudy sygnału wejściowego dla małych poziomów sygnału. To zachowanie prawa kwadratowego umożliwia dokładny pomiar mocy sygnału, co ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach takich jak komunikacja bezprzewodowa i monitorowanie siły sygnału. Inne przykłady obejmują pewne typy tranzystorów działających w ich obszarach nieliniowych, gdzie ich moc wyjściową można powiązać z kwadratem napięcia lub prądu wejściowego.
Dioda wpływa na przebieg, umożliwiając przepływ prądu tylko w jednym kierunku, skutecznie prostując sygnał. Gdy sygnał prądu przemiennego przechodzi przez diodę, przewodzi podczas dodatniego półcyklu (przesunięcie w przód) i blokuje podczas ujemnego półcyklu (przesunięcie w tył), w wyniku czego powstaje przebieg zawierający tylko dodatnie składowe napięcia. Proces ten nazywany jest prostowaniem i służy do konwersji sygnałów prądu przemiennego na prąd stały. Dodatkowo diody mogą obcinać przebiegi, regulować poziomy napięcia i demodulować sygnały w różnych obwodach elektronicznych, zmieniając kształt i charakterystykę przebiegu wejściowego w oparciu o ich nieliniowe właściwości.
