Eine Diode leitet Elektrizität im Vorwärtsvorspannungsmodus. In diesem Modus wird die Diode so angeschlossen, dass der Pluspol der Spannungsquelle an der Anode (positive Seite) der Diode und der Minuspol an der Kathode (negative Seite) anliegt. Diese Konfiguration ermöglicht einen einfachen Stromfluss durch die Diode, da die angelegte Spannung in Vorwärtsrichtung den Übergang zwischen den Halbleiterschichten innerhalb der Diode vorspannt. Infolgedessen weist die Diode einen niedrigen Widerstand auf (idealerweise einen Widerstand von Null für eine ideale Diode) und leitet Strom von der Anode zur Kathode.
Der Modus, in dem eine Diode hauptsächlich arbeitet, ist der Vorwärtsvorspannungsmodus. In diesem Modus lässt die Diode einen Stromfluss mit minimalem Widerstand zu, vorausgesetzt, dass die an sie angelegte Spannung die richtige Polarität aufweist (positive Spannung an der Anode und negative Spannung an der Kathode). Dieser Modus ist für Dioden in den meisten elektronischen Anwendungen unerlässlich, wo sie beispielsweise der Gleichrichtung in Stromversorgungen, der Signaldemodulation und der Spannungsregelung dienen.
Die Wirkungsweise einer Diode bezieht sich auf ihr Verhalten unter verschiedenen Vorspannungsbedingungen. Bei Vorwärtsspannung, bei der die Diode Strom leitet, bewirkt die angelegte Spannung, dass sich der Verarmungsbereich innerhalb des Halbleitermaterials der Diode verengt. Diese Verringerung der Breite des Verarmungsbereichs ermöglicht es Ladungsträgern (Elektronen und Löchern), sich frei über den Übergang zu bewegen, was den Stromfluss durch die Diode erleichtert. Umgekehrt vergrößert die angelegte Spannung bei Sperrvorspannung die Breite des Verarmungsbereichs und verhindert so den Stromfluss durch die Diode, indem eine Barriere mit hohem Widerstand entsteht.
Eine Diode leitet Strom in Richtung ihrer Vorwärtsspannung. Bei Anschluss in Vorwärtsrichtung fließt der Strom problemlos durch die Diode von der Anode (positiver Anschluss) zur Kathode (negativer Anschluss). Dieser gerichtete Fluss entsteht, weil die Vorwärtsspannung die Potentialbarriere an der Verbindungsstelle zwischen den Halbleitermaterialien der Diode verringert, sodass Ladungsträger sich über die Verbindungsstelle bewegen und Strom leiten können. Aufgrund dieser Eigenschaft eignen sich Dioden zur Steuerung der Stromflussrichtung in elektronischen Schaltkreisen und Geräten.
Unter normalen Betriebsbedingungen leitet eine Diode in Sperrrichtung keinen Strom. Bei Sperrspannung ist die Diode mit dem Pluspol der an der Kathode anliegenden Spannungsquelle und mit dem Minuspol mit der Anode verbunden. Diese Konfiguration vergrößert die Breite des Verarmungsbereichs innerhalb der Diode und erzeugt eine Barriere mit hohem Widerstand, die einen erheblichen Stromfluss verhindert. Obwohl bei Sperrvorspannung aufgrund von Minoritätsladungsträgern ein kleiner Leckstrom auftreten kann, ist dieser im Vergleich zum Strom bei Vorwärtsvorspannung typischerweise sehr niedrig. Die Sperrvorspannung wird üblicherweise in Dioden verwendet, um beispielsweise den Strom in Schaltkreisen zu blockieren, um Schäden durch Sperrspannung zu verhindern, oder als Teil von Signalgleichrichtungsschaltkreisen.