Um diodo permite que a corrente flua em uma direção apenas devido à sua estrutura semicondutora inerente e à forma como é dopado. Especificamente, um diodo é composto por uma junção PN onde um lado é dopado com um material que possui excesso de elétrons livres (tipo N) e o outro lado é dopado com um material que possui excesso de deficiências de elétrons ou “buracos”. (tipo P). Quando uma tensão de polarização direta é aplicada através do diodo (tensão positiva no lado do tipo P e tensão negativa no lado do tipo N), ela reduz a largura da região de depleção na junção, permitindo que a corrente flua facilmente do P -type para o lado do tipo N. Esta configuração permite que a corrente passe através do diodo em uma direção, do ânodo (tipo P) para o cátodo (tipo N).
Um diodo é unidirecional devido à sua estrutura semicondutora assimétrica e às propriedades da junção PN. Os elétrons fluem facilmente do material do tipo N para o material do tipo P quando polarizados diretamente, mas encontram uma alta resistência ao tentar fluir na direção oposta devido à região de depleção na junção. Essa característica torna os diodos componentes essenciais em circuitos que requerem retificação, onde convertem corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC), permitindo o fluxo de corrente em apenas uma direção.
Os diodos são componentes direcionais porque sua capacidade de conduzir corrente depende da direção da tensão aplicada e da dopagem de seus materiais semicondutores. Numa condição de polarização direta, onde o ânodo é positivo em relação ao cátodo, os elétrons podem fluir através do diodo devido à barreira reduzida na junção. No entanto, na polarização reversa (ânodo negativo em relação ao cátodo), o diodo bloqueia a corrente de forma eficaz porque a região de depleção se alarga, impedindo um fluxo significativo de elétrons através da junção.
A corrente não fluirá para trás através de um diodo principalmente devido à presença da região de depleção na junção PN. Numa condição de polarização reversa (tensão negativa no ânodo e tensão positiva no cátodo), a região de depleção se alarga, criando uma alta resistência elétrica que impede que os elétrons se movam através da junção. Esta barreira bloqueia efetivamente o fluxo de corrente na direção reversa, garantindo que um diodo permita que a corrente passe através dele apenas na direção direta quando devidamente polarizado. Esta característica é crucial em aplicações onde é necessário o controle preciso do fluxo de corrente e a retificação de sinais CA.