Een PN-junctiediode kan als schakelaar fungeren door gebruik te maken van de voorwaartse en achterwaartse voorspanningskarakteristieken. Wanneer de diode in voorwaartse richting zo is aangesloten dat de positieve pool van de spanningsbron wordt aangelegd op het P-type materiaal en de negatieve pool op het N-type materiaal, laat de diode de stroom gemakkelijk stromen (hij geleidt). Dit is vergelijkbaar met het sluiten van een schakelaar, omdat de spanning die over de diode wordt aangelegd de ingebouwde potentiaalbarrière overwint, waardoor stroom met minimale weerstand kan passeren. Deze voorwaartse voorspanningsvoorwaarde schakelt de diode effectief “aan” als een geleidende schakelaar.
Omgekeerd, in tegengestelde richting, wanneer de diode is verbonden met de positieve pool van de spanningsbron met het N-type materiaal en de negatieve pool met het P-type materiaal, geleidt de diode geen stroom (hij fungeert als een open schakelaar) . Dit komt doordat de tegengestelde bias de breedte van het uitputtingsgebied binnen de PN-overgang vergroot, waardoor het moeilijk wordt om stroom te laten vloeien. Als gevolg hiervan blijft de diode niet-geleidend en gedraagt hij zich als een open schakelaar.
Diodes zijn essentiële componenten in gelijkrichtercircuits, die wisselstroom (AC) omzetten in gelijkstroom (DC). Er zijn twee hoofdtypen gelijkrichters: halfgolfgelijkrichters en dubbelgolfgelijkrichters.
Een halfgolfgelijkrichter gebruikt een PN-junctiediode om slechts gedurende de helft van de AC-cyclus stroom te geleiden. Tijdens de positieve halve cyclus van de AC-ingangsspanning is de diode in voorwaartse richting voorgespannen en geleidt stroom, waardoor deze door kan gaan naar de belastingsweerstand. Tijdens de negatieve halve cyclus is de diode in sperrichting voorgespannen en blokkeert deze de stroom. Dit resulteert in een uitgangsgolfvorm die halfgolfgelijkgericht is, wat betekent dat alleen de positieve halve cycli van de AC-ingangsgolfvorm behouden blijven.
Een dubbelfasige gelijkrichter daarentegen gebruikt twee dioden (in een configuratie zoals een middenaftakking of bruggelijkrichter) om beide helften van de AC-ingangsgolfvorm gelijk te richten. In een bruggelijkrichter vormen bijvoorbeeld vier diodes een brugconfiguratie die het mogelijk maakt dat tijdens beide helften van de AC-cyclus stroom door de belastingsweerstand vloeit, wat resulteert in een golfvorm die volledig gelijkgericht is (alle negatieve en positieve halve cycli worden omgezet in positief).
Een ideale diode fungeert als een schakelaar op een manier waarbij hij stroom geleidt zonder spanningsval in voorwaartse richting en de stroom volledig in tegengestelde richting blokkeert zonder enige lekkage. In praktische termen is geen enkele diode helemaal ideaal, maar ideale diodemodellen worden gebruikt in circuitanalyse om berekeningen te vereenvoudigen en het basisschakelgedrag te begrijpen zonder rekening te houden met diodespanningsdalingen of omgekeerde lekstromen.
Samenvattend fungeert een PN-junctiediode als een schakelaar door gebruik te maken van zijn vermogen om stroom in voorwaartse voorspanning te geleiden (gesloten schakelaar) en stroom in tegengestelde richting te blokkeren (open schakelaar). Deze eigenschap is cruciaal in gelijkrichtercircuits waarbij diodes worden gebruikt om wisselstroom naar gelijkstroom om te zetten door de ingangsgolfvorm gedeeltelijk (halve golfgelijkrichting) of volledig (volledige golfgelijkrichting) gelijk te richten, afhankelijk van de circuitconfiguratie.