Eine Halbleiter-Diode besteht aus p- und n-dotiertem Silizium. Beide Schichten sind elektrisch neutral, aber in der n-Schicht gibt es einen Überschuss an freien Elektronen und in der p-Schicht einen Mangel (= „Elektronenlöcher“). Bei Kontakt kombinieren sich an der Grenzschicht Elektronen und Elektronenlöcher und es entsteht eine Zone ohne frei bewegliche Ladungen (grau). Durch die Verschiebung der Elektronen erhält nun aber der p-Bereich eine negative und der n-Bereich eine positive Raumladung (folgende Abb.a).
Wenn man nun an der p-Schicht eine positive und an der n-Schicht eine negative Spannung anlegt (b), werden links die Elektronenlöcher in den negativen Bereich geschoben und rechts die Elektronen in den positiven. Die Zone ohne freie Ladungsträger verkleinert sich, die Diode lässt Strom durch. Wenn man die Spannung umgekehrt anlegt ~~©~~, dann verbreitert sich die Zone, und die Halbleiter-Diode sperrt den Strom. Sie wirkt daher wie ein elektrisches Ventil.
| Eine Halbleiterdiode ohne angelegte Spannung (a), bei Polung in Durchlassrichtung (b) und in Sperrrichtung ©. Der Pfeil des Schaltsymbols (d) zeigt in die mögliche (technische) Stromrichtung. |