Eine Diode ist ein übliches Halbleiterbauelement, das in vielen verschiedenen Arten von elektronischen Schaltungen verwendet wird. Wenn ein elektrisches Signal eine Diode durchläuft, verbraucht die Diode bei ihrem Betrieb einen kleinen Teil der Signalspannung. Die Differenz zwischen der Spannung des in die Diode eintretenden Signals und der Spannung des aus der Diode austretenden Signals ist der Diodenspannungsabfall. Obwohl sich ein Diodenspannungsabfall entweder auf den Vorwärts- oder Rückwärtsspannungsabfall der Diode beziehen kann, beschreibt er typischerweise den Vorwärtsspannungsabfall.
Der Bau einer Diode besteht darin, eine Anode und eine Kathode zu verbinden, zwei Materialstücke mit unterschiedlicher elektrischer Ladung. Die Anode ist positiv geladen und die Kathode ist negativ geladen. An dem Punkt, an dem sich diese beiden unterschiedlichen Materialien treffen, der als Übergang bezeichnet wird, heben sich die beiden unterschiedlichen entgegengesetzten Ladungen effektiv auf. Dieser ladungsfreie Bereich ist die Sperrschicht der Diode, die innerhalb der Diode eine Isolierschicht zwischen Anode und Kathode bildet.
Wenn ein elektrisches Signal in die Kathode einer Diode eintritt, vergrößert die zusätzliche negative Kraft die Breite der Verarmungsschicht, wenn sie mit der positiv geladenen Anode reagiert. Die breitere Sperrschicht verhindert, dass das Signal die Diode passiert, und verbraucht dabei die gesamte Spannung. Wenn beispielsweise 5 Volt in die Diode eintreten, beträgt der Diodenspannungsabfall ebenfalls 5 Volt. Eine Diode ist in diesem Zustand in Sperrrichtung vorgespannt, und der Spannungsabfall ist der Sperrspannungsabfall der Diode.
Ein elektrisches Signal, das in die Anode einer Diode eindringt, erzeugt innerhalb der Diode andere Bedingungen. Das negativ geladene Signal überbrückt die Anode, trifft auf die Kathode, passiert die Diode und geht weiter zum Rest der Schaltung. Dabei geht ein relativ kleiner Teil der Spannung durch Überwindung der positiven Ladung der Anode verloren. Bei einer typischen Siliziumdiode beträgt der Spannungsverlust ungefähr 0.7 Volt. Eine Diode in diesem Zustand ist in Durchlassrichtung vorgespannt, und der Spannungsabfall ist der Durchlassspannungsabfall der Diode.
Der Unterschied zwischen den Vorwärts- und Rückwärtszuständen in einer Diode ermöglicht es ihnen, ein Signal in einer Richtung zu blockieren, indem sie 100% der Spannung absenkt, aber sie in der anderen durchzulassen, indem sie nur einen kleinen Betrag abfällt. Da die meisten Dioden einen Sperrspannungsabfall von 100 % haben, wird angenommen, dass sich der Begriff „Diodenspannungsabfall“ auf den Durchlassspannungsabfall bezieht; dies ist jedoch nicht immer der Fall.
Es gibt Spezialdioden, die nicht 100 % der Sperrspannung abfallen lassen, wie Varicap- oder Varactor-Dioden. Bei diesen Dioden sind die Ladungen der Kathoden und Anoden über ihre Breite nicht gleichmäßig. Als Ergebnis können diese Dioden zulassen, dass ein Teil des in die Kathode eintretenden Signals durch die Dioden hindurchgeht, obwohl sie sich in einem in Sperrrichtung vorgespannten Zustand befinden. Bei der Beschreibung des Spannungsabfalls bei diesen Diodentypen ist es wichtig, zwischen dem Vorwärts- und Rückwärtsspannungsabfall zu unterscheiden.