Dioda semikonduktor adalah perangkat solid-state yang menghantarkan elektron dalam satu arah dan menggunakan semikonduktor tipe positif (P) dan negatif (N) yang digabungkan. Ketika bahan tipe-N negatif, donor elektron melepaskan elektron menuju semikonduktor tipe-P yang lebih positif, menghasilkan konduksi bias maju. Kondisi bias terbalik terjadi ketika material tipe-P negatif dan material tipe-N positif. Dioda semikonduktor sangat mirip dengan katup satu arah yang digunakan untuk pompa air. Ketika pompa dimatikan, air tidak mengalir kembali karena katup satu arah mencegahnya, tetapi ketika pompa bekerja, air mengalir melalui seolah-olah katup tidak ada sama sekali.
Dioda semikonduktor pertama berbentuk gas, memiliki katoda dan pelat yang dipanaskan langsung, dan berada di dalam tabung vakum. Ketika muatan negatif tersedia di katoda, energi panas membuat elektron terbang melalui ruang hampa dan tertarik ke pelat bermuatan positif. Dengan katoda positif, tidak ada elektron yang mengalir dari pelat. Mekanisme ini memungkinkan penyearah daya pertama, yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).
Dioda sinyal kecil memiliki penurunan tegangan maju yang sangat rendah, membuatnya berguna untuk deteksi sinyal dan switching tegangan rendah. Untuk aplikasi frekuensi radio, semikonduktor germanium dengan sambungan logam ke semikonduktor digunakan untuk deteksi tingkat rendah dan konversi tingkat sinyal rendah lainnya. Berbagai jenis dioda pensaklaran sinyal kecil dikategorikan oleh beberapa faktor, termasuk kecepatan pensaklaran dan kapasitansi sambungan.
Dioda Schottky adalah dioda semikonduktor yang dibuat secara khusus menggunakan semikonduktor yang disambungkan ke logam. Drop tegangan maju yang dihasilkan sekitar 0.5 volt arus searah (VDC). Dioda Schottky digunakan untuk aplikasi penjepitan yang melindungi sirkuit agar tidak mengalami tegangan transien lebih dari 1 VDC di atas level suplai DC positif. Ini dimungkinkan dengan menghubungkan anoda dioda Schottky ke saluran sinyal yang dilindungi saat menghubungkan katoda ke bus suplai positif.
Dioda penyetelan menggunakan kapasitansi bias balik dioda. Ketika tegangan bias balik dinaikkan, kapasitansi biasanya menurun karena efek dari pengurangan luas permukaan sambungan di bawah peningkatan tegangan balik. Sirkuit DC dapat menangani kapasitansi penyetelan dioda penyetelan ini. Kapasitansi ini adalah bagian dari rangkaian AC yang dapat mengubah frekuensi pusatnya sebagian berdasarkan kapasitansi yang dapat disesuaikan dari dioda penyetelan, menghasilkan kemampuan dioda untuk menyetel rangkaiannya.
Dioda silikon biasanya memiliki drop tegangan maju 0.7 VDC, sedangkan dioda germanium memiliki 0.3 VDC. Tegangan balik maksimum, yang dikenal sebagai tegangan tembus, dan arus maju maksimum bergantung pada desain dioda tertentu. Untuk sebagian besar kebutuhan rangkaian, tersedia dioda dengan karakteristik khusus yang dibutuhkan. Jika satu dioda tidak memenuhi persyaratan, beberapa dioda dalam operasi seri atau paralel mungkin cukup.