Eine Siliziumdiode ist ein Halbleiter mit positiver und negativer Polarität und kann elektrischen Strom in eine Richtung fließen lassen, während er in einer anderen eingeschränkt wird. Das Element Silizium wirkt in seiner reinen Form als elektrischer Isolator. Damit es Strom leiten kann, werden ihm winzige Mengen anderer Elemente zugesetzt – ein Prozess, der als Dotierung bezeichnet wird. Diese bilden das geladene Halbleitermaterial, das zum Bau von Siliziumdioden verwendet wird, die dann unter anderem häufig in Radios, Computern, Wechselstrom-Gleichstrom-(AC/DC)-Netzteilen sowie als Temperatur- und Strahlungssensoren verwendet werden.
Wenn eine Siliziumdiode hergestellt wird, hat sie sowohl eine positive als auch eine negative Seite und eine Verbindung zwischen beiden, bekannt als p-n-Übergang. Die beiden unterschiedlich geladenen Seiten resultieren aus der Zugabe unterschiedlicher Elemente zum Silizium. Die als Anode bekannte positive Seite aus p-Silizium ist mit Bor oder Gallium dotiert. Ihre atomare Struktur in Verbindung mit dem Silizium erzeugt die positive Ladung. Die Zugabe von Phosphor oder Arsen erzeugt auf ähnliche Weise die negative Kathode aus n-Silizium.
Die Siliziumdiodenspannung hat eine Vorwärtsspannung von 0.7 Volt. Dies bedeutet, dass 0.7 Volt benötigt werden, um die Diode zu versorgen. Sobald diese Energiemenge durch sie hindurchgeht, leitet sie elektrischen Strom über ihren p-n-Übergang. Es verhindert auch, dass der meiste Strom in umgekehrter Richtung fließt. Jede Siliziumdiode hat eine maximale Spannung, die in umgekehrter Richtung an sie angelegt werden kann, bevor sie durchbricht. Diese beträgt in der Regel mindestens 50 Volt oder mehr.
In gewisser Weise kann man sich die Diode als elektrisches Rückschlagventil vorstellen, da sie überschüssige Energie vorwärts leitet, aber in der Regel keinen messbaren Betrag rückwärts durchlässt. Tatsächlich kann ein sehr kleiner Strom in umgekehrter Richtung durch die Diode fließen, aber er ist so winzig, dass ein Stromkreisdurchschlag von diesem Betrag normalerweise selten wäre.
Da eine Siliziumdiode im Allgemeinen nur den Stromfluss in eine Richtung zulässt, kann sie verwendet werden, um andere Geräte in einer Schaltung, wie z. B. Transistoren, davor zu schützen, zu viel Strom zu erhalten und durchzubrennen. Darüber hinaus können speziell konfigurierte Siliziumdioden, sogenannte Zener-Dioden, verwendet werden, um eine feste Spannung aufrechtzuerhalten. Diese sind so konstruiert, dass sie bei Bedarf absichtlich etwas Strom nach hinten leiten, um eine genaue Menge davon fließen zu lassen.