Um diodo pode funcionar como uma chave explorando sua propriedade de permitir que a corrente flua em uma direção enquanto a bloqueia na direção reversa. Quando usado como uma chave, um diodo normalmente opera em seu estado de polarização direta (condutor) ou de polarização reversa (não condutor). Na polarização direta, quando a tensão aplicada ao diodo excede sua tensão limite (normalmente em torno de 0,7V para diodos de silício), o diodo conduz a corrente livremente, comportando-se como uma chave fechada. Por outro lado, na polarização reversa, o diodo bloqueia totalmente o fluxo de corrente, agindo como uma chave aberta. Esta característica torna os diodos adequados para aplicações de comutação simples onde é necessário controlar o fluxo de corrente em uma direção.
Os diodos podem atuar como interruptores em diversas aplicações, principalmente em retificadores, onde convertem CA em CC. Os retificadores são classificados em tipos de meia onda e onda completa. Em um retificador de meia onda, um diodo permite o fluxo de corrente apenas durante metade do ciclo CA, convertendo efetivamente CA em CC pulsante. Os retificadores de onda completa usam vários diodos (como em uma configuração de retificador de ponte) para retificar ambas as metades do ciclo CA, produzindo uma saída CC mais suave. Esses retificadores utilizam diodos como interruptores para controlar a direção do fluxo de corrente e converter a tensão CA em tensão CC adequada para alimentar dispositivos eletrônicos.
Os diodos não são comumente usados como interruptores em aplicações de alta potência ou alta frequência devido às suas limitações inerentes. Embora os diodos ofereçam simplicidade e confiabilidade em circuitos de baixa potência, eles apresentam desvantagens como queda de tensão direta e velocidade de comutação lenta. Isso os torna menos eficientes para comutação de alta velocidade e aplicações que exigem controle preciso das características de comutação. Em vez disso, os transistores, particularmente MOSFETs e IGBTs, são preferidos por seu desempenho de comutação superior, menores perdas de condução e capacidade de lidar com correntes e frequências mais altas.
A aplicação de diodos em comutação inclui funções onde suas propriedades inerentes são vantajosas, como em circuitos de proteção, roteamento de sinal e aplicações de comutação de baixa potência. Por exemplo, os diodos são usados em circuitos de comutação de sinais para rotear sinais seletivamente com base na polaridade da tensão. Eles também são usados em circuitos de regulação de tensão e de fixação de tensão para proteger componentes eletrônicos sensíveis contra picos de tensão e condições de tensão reversa.
Um diodo PIN opera como uma chave utilizando sua estrutura única. Consiste em uma camada semicondutora do tipo P imprensada entre uma camada intrínseca (I) e uma camada do tipo N. No seu estado de polarização direta, o diodo PIN se comporta como um diodo normal, conduzindo corrente com baixa resistência. No entanto, no seu estado de polarização reversa, a camada intrínseca se alarga, criando uma região de depleção de alta resistência. Esta propriedade permite que o diodo PIN funcione como um resistor variável ou chave de RF. Ao variar a tensão de polarização aplicada ao diodo PIN, sua resistência pode ser controlada, tornando-o adequado para aplicações como interruptores de RF em telecomunicações, sistemas de radar e atenuadores de RF. A capacidade do diodo PIN de comutar rapidamente e lidar com sinais de alta frequência o torna vantajoso em aplicações de RF e micro-ondas, onde o controle preciso da comutação e da atenuação é crucial.