Dioda adalah perangkat elektronik yang mengontrol arah aliran arus dalam suatu rangkaian. Dioda standar memungkinkan arus listrik mengalir ke arah maju, tetapi tidak ke arah sebaliknya. Namun, satu jenis dioda dapat menghantarkan arus dalam arah sebaliknya dalam kondisi tertentu. Jenis dioda khusus ini adalah dioda terbalik.
Konstruksi dioda melibatkan dua segmen bahan semikonduktor, seperti silikon. Satu segmen memiliki muatan positif, yang disebut anoda. Segmen lainnya memiliki muatan negatif, yang disebut katoda. Dalam pembuatannya, kedua segmen ini digabungkan bersama, membentuk sambungan PN, yang mengidentifikasi satu bagian sebagai positif dan yang lainnya sebagai negatif. Kawat logam kemudian biasanya dilekatkan pada ujung-ujungnya, di seberang persimpangan, untuk membentuk dioda.
Persimpangan PN adalah titik fokus dari operasi dioda. Ketika dua segmen bahan menyatu, mereka membatalkan muatan listrik satu sama lain dalam pita sempit melintasi persimpangan PN yang disebut daerah penipisan. Area dioda ini tidak menyukai muatan listrik positif maupun negatif, dan bertindak sebagai isolator antara dua segmen dioda.
Dalam operasi normal, dioda berfungsi seperti katup periksa elektronik. Jika tegangan negatif diterapkan pada katoda dioda, muatan bergabung dengan muatan listrik internal dioda. Ketika ini terjadi, isolasi daerah penipisan pada sambungan PN akan ditahan, mencegah arus listrik melewati dioda. Dioda yang beroperasi dalam keadaan ini berada dalam operasi dioda terbalik, atau bias balik.
Namun, jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dioda, tegangan bergerak ke bagian dioda yang bermuatan positif. Ketika mencapai persimpangan, muatan akan memiliki energi listrik yang cukup untuk menjembatani daerah penipisan. Pada titik ini, dioda akan menghantarkan arus listrik dan membiarkannya terus mengalir hingga tegangan dihilangkan. Dioda yang beroperasi dalam keadaan ini berada dalam operasi dioda maju, atau bias maju.
Isolasi daerah penipisan, bagaimanapun, hanya dapat menahan tingkat tegangan tertentu. Jika tegangan menjadi terlalu tinggi saat perangkat beroperasi dalam keadaan dioda terbalik, daerah penipisan akan gagal dan memungkinkan lonjakan arus listrik lewat. Fenomena ini disebut longsoran salju dan biasanya menghancurkan dioda standar ketika itu terjadi.
Sementara fenomena longsoran salju adalah sesuatu yang umumnya harus dihindari, para insinyur menemukan bahwa memblokir tegangan hingga mencapai tingkat yang telah ditentukan, kemudian membiarkannya lewat, bisa menjadi alat yang berguna dalam pengembangan teknologi elektronik. Mereka kemudian mulai merancang dioda dengan daerah penipisan yang sangat spesifik yang dapat menahan efek mengerikan dari longsoran salju. Sejak awal, jenis dioda ini telah ditemukan di hampir setiap bidang elektronik.
Dalam pengoperasiannya, dioda terbalik berfungsi seperti dioda standar. Tegangan negatif diterapkan ke katodanya, dan dioda memblokirnya. Namun, jika tegangan itu terus meningkat ke tingkat yang telah ditentukan, yang disebut tegangan tembus, dioda akan mengalami longsoran terkendali dan mulai menghantarkan arus listrik ke arah sebaliknya dengan aman. Dioda ini memiliki banyak nama, termasuk dioda avalanche, dioda breakdown, atau dioda terbalik.