Un diodo permite que la corriente fluya en una sola dirección debido a su estructura semiconductora inherente y a la forma en que está dopado. Específicamente, un diodo está compuesto por una unión P-N donde un lado está dopado con un material que tiene un exceso de electrones libres (tipo N) y el otro lado está dopado con un material que tiene un exceso de deficiencias de electrones o «huecos». (tipo P). Cuando se aplica un voltaje de polarización directa a través del diodo (voltaje positivo en el lado tipo P y voltaje negativo en el lado tipo N), se reduce el ancho de la región de agotamiento en la unión, permitiendo que la corriente fluya fácilmente desde el lado tipo P. -escriba hacia el lado tipo N. Esta configuración permite que la corriente pase a través del diodo en una dirección, desde el ánodo (tipo P) al cátodo (tipo N).
Un diodo es unidireccional debido a su estructura semiconductora asimétrica y las propiedades de la unión P-N. Los electrones fluyen fácilmente del material tipo N al material tipo P cuando están polarizados directamente, pero encuentran una alta resistencia cuando intentan fluir en la dirección opuesta debido a la región de agotamiento en la unión. Esta característica convierte a los diodos en componentes esenciales en circuitos que requieren rectificación, donde convierten corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) permitiendo que la corriente fluya en una sola dirección.
Los diodos son componentes direccionales porque su capacidad para conducir corriente depende de la dirección del voltaje aplicado y del dopaje de sus materiales semiconductores. En una condición de polarización directa, donde el ánodo es positivo con respecto al cátodo, los electrones pueden fluir a través del diodo debido a la barrera reducida en la unión. Sin embargo, en polarización inversa (ánodo negativo respecto al cátodo), el diodo bloquea la corriente de manera efectiva porque la región de agotamiento se ensancha, impidiendo un flujo significativo de electrones a través de la unión.
La corriente no fluirá hacia atrás a través de un diodo principalmente debido a la presencia de la región de agotamiento en la unión P-N. En una condición de polarización inversa (voltaje negativo en el ánodo y voltaje positivo en el cátodo), la región de agotamiento se ensancha, creando una alta resistencia eléctrica que impide que los electrones se muevan a través de la unión. Esta barrera bloquea efectivamente el flujo de corriente en la dirección inversa, asegurando que un diodo permita que la corriente pase a través de él solo en la dirección directa cuando está polarizado adecuadamente. Esta característica es crucial en aplicaciones donde es necesario un control preciso del flujo de corriente y la rectificación de señales de CA.