דיודה
ברכיבים אלקטרוניים, לעתים קרובות נעשה שימוש במכשיר עם שתי אלקטרודות המאפשר זרימת זרם בכיוון יחיד לתפקוד התיקון שלו. ודיודות ורקטור משמשות כקבלים מתכווננים אלקטרוניים. הכיווניות הנוכחית שבידי רוב הדיודות מכונה בדרך כלל פונקציית "התיקון". התפקיד הנפוץ ביותר של דיודה הוא לאפשר לזרם לעבור רק בכיוון בודד (המכונה הטיה קדימה), ולחסום אותו לאחור (המכונה הטיה לאחור). לכן, דיודות יכולות להיחשב כגרסאות אלקטרוניות של שסתומי סימון.
דיודות אלקטרוניות ואקום מוקדמות; זהו מכשיר אלקטרוני שיכול להוליך זרם בצורה חד-כיוונית. קיים צומת PN עם שני מסופי מוביל בתוך דיודת המוליכים למחצה, ולמכשיר האלקטרוני הזה יש מוליכות זרם חד-כיוונית בהתאם לכיוון המתח המופעל. באופן כללי, דיודת קריסטל היא ממשק צומת pn הנוצר על ידי סינטר מוליכים למחצה מסוג p וסוג n. שכבות מטען חלל נוצרות משני צידי הממשק שלה, ויוצרות שדה חשמלי שנבנה בעצמו. כאשר המתח המופעל שווה לאפס, זרם הדיפוזיה הנגרם מהפרש הריכוזים של נושאי המטען משני צדי צומת pn וזרם הסחיפה הנגרם על ידי השדה החשמלי שנבנה מעצמו שווים ונמצאים במצב שיווי משקל חשמלי, שהוא גם המאפיין של דיודות בתנאים רגילים.
דיודות מוקדמות כללו "גבישי שפם חתולים" וצינורות ואקום (הידועים כ"שסתומי יינון תרמי" בבריטניה). הדיודות הנפוצות ביותר כיום משתמשות בעיקר בחומרים מוליכים למחצה כגון סיליקון או גרמניום.

מְאַפיֵן
חִיוּבִיוּת
כאשר מופעל מתח קדימה, בתחילת המאפיין קדימה, המתח קדימה קטן מאוד ולא מספיק כדי להתגבר על אפקט החסימה של השדה החשמלי בתוך צומת ה-PN. הזרם הקדמי הוא כמעט אפס, וקטע זה נקרא האזור המת. המתח קדימה שלא יכול לגרום לדיודה להתנהל נקרא מתח האזור המת. כאשר המתח קדימה גדול ממתח האזור המת, השדה החשמלי בתוך צומת PN מתגבר, הדיודה מוליכה בכיוון קדימה והזרם גדל במהירות עם עליית המתח. בטווח הרגיל של שימוש בזרם, המתח המסוף של הדיודה נשאר כמעט קבוע במהלך ההולכה, ומתח זה נקרא המתח קדימה של הדיודה. כאשר המתח הקדמי על הדיודה עולה על ערך מסוים, השדה החשמלי הפנימי נחלש במהירות, הזרם האופייני גדל במהירות, והדיודה מוליכה בכיוון קדימה. זה נקרא מתח סף או מתח סף, שהם כ-0.5V עבור צינורות סיליקון וכ-0.1V עבור שפופרות גרמניום. ירידת מתח ההולכה קדימה של דיודות סיליקון היא בערך 0.6-0.8V, ומפלת מתח ההולכה קדימה של דיודות גרמניום היא בערך 0.2-0.3V.
קוטביות הפוכה
כאשר המתח ההפוך המופעל אינו חורג מטווח מסוים, הזרם העובר דרך הדיודה הוא הזרם ההפוך הנוצר על ידי תנועת הסחף של נושאי מיעוט. בשל הזרם ההפוך הקטן, הדיודה נמצאת במצב ניתוק. זרם הפוך זה ידוע גם כזרם רוויה הפוך או זרם דליפה, וזרם הרוויה ההפוכה של דיודה מושפע מאוד מהטמפרטורה. הזרם ההפוך של טרנזיסטור סיליקון טיפוסי קטן בהרבה מזה של טרנזיסטור גרמניום. זרם הרוויה ההפוכה של טרנזיסטור סיליקון בעל הספק נמוך הוא בסדר גודל של nA, בעוד של טרנזיסטור גרמניום בעל הספק נמוך הוא בסדר גודל של μ A. כאשר הטמפרטורה עולה, המוליך למחצה מתרגש בחום, מספר של נושאי מיעוטים גדלים, וזרם הרוויה ההפוכה גם גדל בהתאם.

הִתמוֹטְטוּת
כאשר המתח ההפוך המופעל חורג מערך מסוים, הזרם ההפוך יגדל לפתע, מה שנקרא התמוטטות חשמלית. המתח הקריטי הגורם להתמוטטות חשמלית נקרא מתח הפירוק ההפוכה של הדיודה. כאשר מתרחש תקלה חשמלית, הדיודה מאבדת את מוליכותה החד-כיוונית. אם הדיודה לא מתחממת יתר על המידה בגלל התמוטטות חשמלית, ייתכן שהמוליכות החד-כיוונית שלה לא תיהרס לצמיתות. עדיין ניתן לשחזר את הביצועים שלו לאחר הסרת המתח המופעל, אחרת הדיודה תיפגע. לכן, יש להימנע ממתח הפוך המופעל על הדיודה במהלך השימוש.
דיודה היא מכשיר דו-טרמינלי בעל מוליכות חד-כיוונית, שניתן לחלק לדיודות אלקטרוניות ודיודות קריסטל. דיודות אלקטרוניות בעלות יעילות נמוכה יותר מאשר דיודות קריסטל בגלל איבוד החום של חוט הלהט, ולכן הן נראות רק לעתים רחוקות. דיודות קריסטל נפוצות יותר ונפוצות יותר. המוליכות החד-כיוונית של דיודות משמשת כמעט בכל המעגלים האלקטרוניים, ודיודות מוליכים למחצה ממלאות תפקיד חשוב במעגלים רבים. הם אחד ממכשירי המוליכים למחצה המוקדמים ביותר ויש להם מגוון רחב של יישומים.
מפל המתח קדימה של דיודת סיליקון (לא זוהר) הוא 0.7V, בעוד מפל המתח קדימה של דיודת גרמניום היא 0.3V. מפל המתח קדימה של דיודה פולטת אור משתנה עם צבעים זוהרים שונים. ישנם בעיקר שלושה צבעים, וערכי הייחוס הספציפיים למפל המתח הם כדלקמן: מפל המתח של דיודות פולטות אור אדום הוא 2.0-2.2V, מפל המתח של דיודות פולטות אור צהובות הוא 1.8-2.0V, והמתח טיפת דיודות פולטות אור ירוק היא 3.0-3.2V. הזרם המדורג במהלך פליטת אור רגילה הוא כ-20mA.
המתח והזרם של דיודה אינם קשורים ליניארי, ולכן כאשר מחברים דיודות שונות במקביל, יש לחבר נגדים מתאימים.

עקומה אופיינית
בדומה לצמתי PN, לדיודות יש מוליכות חד-כיוונית. עקומה אופיינית וולט אמפר אופיינית של דיודת סיליקון. כאשר מתח קדימה מופעל על דיודה, הזרם קטן ביותר כאשר ערך המתח נמוך; כאשר המתח עולה על 0.6V, הזרם מתחיל לעלות באופן אקספוננציאלי, מה שמכונה בדרך כלל מתח ההדלקה של הדיודה; כאשר המתח מגיע לכ-0.7V, הדיודה נמצאת במצב מוליך מלא, המכונה בדרך כלל מתח ההולכה של הדיודה, המיוצג על ידי הסמל UD.
עבור דיודות גרמניום, מתח ההדלקה הוא 0.2V ומתח ההולכה UD הוא בערך 0.3V. כאשר מופעל מתח הפוך על דיודה, הזרם קטן ביותר כאשר ערך המתח נמוך, וערך הזרם שלו הוא זרם הרוויה ההפוכה IS. כאשר המתח ההפוך עולה על ערך מסוים, הזרם מתחיל לעלות בחדות, מה שנקרא התמוטטות הפוכה. מתח זה נקרא מתח הפירוק ההפוכה של הדיודה ומיוצג על ידי הסמל UBR. ערכי מתח השבר UBR של סוגים שונים של דיודות משתנים מאוד, נעים בין עשרות וולט לכמה אלפי וולט.

התמוטטות הפוכה
התמוטטות זנר
ניתן לחלק את התמוטטות הפוכה לשני סוגים לפי המנגנון: התמוטטות זנר והתמוטטות מפולת. במקרה של ריכוז סימום גבוה, בגלל הרוחב הקטן של אזור המחסום והמתח ההפוך הגדול, מבנה הקשר הקוולנטי באזור המחסום נהרס, מה שגורם לאלקטרוני הערכיות להשתחרר מקשרים קוולנטיים וליצור זוגות של חורים אלקטרונים, מה שגורם לעלייה חדה בזרם. התמוטטות זו נקראת התמוטטות זנר. אם ריכוז הסימום נמוך ורוחב אזור המחסום רחב, לא קל לגרום להתמוטטות זנר.

התמוטטות מפולת שלגים
סוג אחר של התמוטטות הוא התמוטטות מפולת. כאשר המתח ההפוך גדל לערך גדול, השדה החשמלי המופעל מאיץ את מהירות סחיפת האלקטרונים, גורם להתנגשויות עם האלקטרונים הערכיים בקשר הקוולנטי, מפיל אותם מהקשר הקוולנטי ויוצר צמדי חורים אלקטרוניים חדשים. חורי האלקטרונים החדשים שנוצרו מואצים על ידי שדה חשמלי ומתנגשים באלקטרוני ערכיות אחרים, מה שגורם למפולת שלגים כמו עלייה בנושאי המטען ועלייה חדה בזרם. סוג זה של התמוטטות נקרא התמוטטות מפולת. ללא קשר לסוג ההתמוטטות, אם הזרם אינו מוגבל, הוא עלול לגרום לנזק קבוע לצומת ה-PN.