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ダイオードは、主に一方向に電流を流す（非対称伝導） 2端子の電子部品です。一方向では抵抗が低く（理想的にはゼロ） 、もう一方向では抵抗が高く（理想的には無限大）なります。
半導体ダイオードは、今日最も一般的に使用されているタイプで、2 つの電気端子に接続されたp-n 接合を持つ半導体材料の結晶片です。 [ 4 ]電流-電圧特性は指数関数的です。半導体ダイオードは、最初の半導体電子デバイスでした。結晶鉱物と金属の接触を横切る非対称電気伝導の発見は、 1874 年にドイツの物理学者フェルディナント・ブラウンによって行われました。今日、ほとんどのダイオードはシリコンで作られていますが、ガリウムヒ素やゲルマニウムなどの他の半導体材料も使用されています。[ 5 ]
旧式の熱電子ダイオードは、加熱された陰極とプレートという2つの電極を備えた真空管であり、電子は陰極からプレートへの一方向にのみ流れることができる。
ダイオードは、さまざまな用途の中でも、交流（AC）電力を直流（DC）電力に変換する整流器、ラジオ受信機の復調などに用いられ、論理回路や温度センサーとしても使用できます。ダイオードの一般的な種類としては発光ダイオードがあり、電子機器の照明や状態表示器として使用されています。
ダイオードの最も一般的な機能は、電流を一方向（ダイオードの順方向と呼ばれる）に通過させ、反対方向（逆方向）には阻止することです。油圧における類似品はチェックバルブです。この一方向性の動作により、交流（AC）を直流（DC）に変換することができ、このプロセスは整流と呼ばれます。整流器として、ダイオードは無線受信機で無線信号から変調を抽出するなどのタスクに使用できます。[ 6 ]
ダイオードの動作は、順方向しきい値電圧、ターンオン電圧、またはカットイン電圧と呼ばれるものによって単純化されることが多く、この電圧を超えると大きな電流が流れ、この電圧を下回るとほとんど電流が流れません。この電圧はダイオードの構成によって異なります。
この電圧は、指数関数の傾きが急峻なため、通常の順方向バイアス動作条件下ではダイオードの電圧降下がしきい値電圧を大きく超えることはないことから、単にダイオードの順方向電圧降下、または単に電圧降下と呼ばれることもあります。データシートには通常、特定の電流と温度（例えば、LEDの場合は20 mAと25 ° C）に対する標準または最大順方向電圧（V F ）が記載されているため[ 7 ]、ユーザーは特定の電流がいつ流れ始めるかを知ることができます。電流が高くなると、ダイオードの順方向電圧降下は大きくなります。例えば、シリコンパワーダイオードの場合、定格電流で1 Vから1.5 Vの電圧降下が一般的です。（参照：整流器 §整流器の電圧降下）
しかし、半導体ダイオードの指数関数的な電流-電圧特性は、この単純なオン-オフ動作よりも実際には緩やかです。[ 8 ]関数のグラフはこの閾値付近に明確な「ニー」があるように見えるかもしれませんが、これは単に指数関数的な性質を反映しているだけであり、グラフの他の部分と異なる特別な領域はありません（電流を対数スケール、電圧を線形スケールで表した半対数プロットを使用すると確認できます）。
ダイオードの順方向電圧降下は電流によってわずかにしか変化せず、温度の関数としての方が大きく変化するため、この効果は温度センサーとして、あるいはやや不正確な電圧基準として使用できます。
ダイオードは、逆方向に流れる電流に対して高い抵抗を示しますが、ダイオードにかかる逆方向電圧が降伏電圧と呼ばれる値に達すると、抵抗が急激に低下します。この現象は、電圧の安定化（ツェナーダイオード）や、高電圧サージからの回路保護（アバランシェダイオード）に利用されます。
半導体ダイオードの電流-電圧特性は、半導体材料の選択と、製造時に材料に導入されるドーピング不純物によって調整できます。 [ 8 ]これらの技術は、さまざまな機能を実行する特殊用途ダイオードを作成するために使用されます。[ 8 ]例えば、ラジオやテレビ受信機の電子チューニング（バラクタダイオード）、高周波発振の生成（トンネルダイオード、ガンダイオード、IMPATTダイオード）、および光の生成（発光ダイオード）などです。トンネルダイオード、ガンダイオード、およびIMPATTダイオードは負性抵抗を示し、マイクロ波回路やスイッチング回路で役立ちます。
真空ダイオードと半導体ダイオードの両方をショットノイズ発生器として使用できる。
熱電子ダイオード（真空管ダイオード）と固体ダイオード（半導体ダイオード）は、1900 年代初頭にラジオ受信機の検波器としてほぼ同時期に別々に開発されました。[ 9 ] 1950 年代までは、初期の点接触型半導体ダイオードは安定性が低かったため、ラジオでは真空ダイオードがより頻繁に使用されていました。さらに、ほとんどの受信機は増幅用に真空管を使用しており、真空管内に熱電子ダイオードを容易に組み込むことができました（例えば、12SQ7ダブルダイオード三極管[ 10 ] ）。また、真空管整流器やガス充填整流器は、当時利用可能だった半導体ダイオード（セレン整流器など）よりも、高電圧/大電流の整流タスクをよりうまく処理することができました。
1873年、フレデリック・ガスリーは、接地された白熱した金属球を検電器に近づけると、正に帯電した検電器は放電するが、負に帯電した検電器は放電しないことを観察した。[ 11 ] [ 12 ] 1880年、トーマス・エジソンは、電球内の加熱された要素と加熱されていない要素の間に一方向の電流が流れることを観察した。これは後にエジソン効果と呼ばれ、直流電圧計への応用に関する特許を取得した。[ 13 ] [ 14 ]
約20年後、ジョン・アンブローズ・フレミング（マルコーニ社の科学顧問であり、元エジソン社の従業員）は、エジソン効果がラジオ検波器として利用できることに気づいた。フレミングは、1904年11月16日に英国で最初の真の熱電子ダイオードであるフレミング管の特許を取得した[ 15 ]（続いて1905年11月に米国特許803,684を取得）。真空管時代を通じて、真空管ダイオードはラジオ、テレビ、音響システム、計測機器など、ほぼすべての電子機器で使用された。1940年代後半からセレン整流器技術によって徐々に市場シェアを失い、1960年代には半導体ダイオードによってさらに市場シェアを失った。今日でも、過渡電圧に耐える能力と堅牢性により半導体デバイスよりも優位性がある少数の高出力アプリケーションや、楽器やオーディオファイル向けアプリケーションで使用されている。
1874年、ドイツの科学者カール・フェルディナント・ブラウンは、金属と鉱物の接触部を横切る「片側伝導」を発見した。[ 17 ] [ 18 ] C.E. フィッツは1886年頃にセレン電流整流器を製作したが、彼の研究は1930年代まで実用的な装置には結びつかなかった。[ 19 ]インドの科学者ジャガディッシュ・チャンドラ・ボースは1894年に初めて水晶を用いて電波を検出した[ 20 ]。そして1901年には方鉛鉱結晶点接触半導体ダイオードで無線信号を検出する米国特許を出願した。[ 19 ]
結晶検出器は、1903 年にシリコン結晶検出器を発明し、1906 年 11 月 20 日に特許を取得したGreenleaf Whittier Pickardによって無線電信の実用的な装置に発展しました。[ 21 ]彼はその後、「猫のひげ」結晶ラジオ検出器を販売する会社を設立しました。おそらく、商業用シリコン半導体デバイスを製造および販売した最初の会社です。[ 19 ]他の実験者は、検出器としてさまざまな他の鉱物を試しました (たとえば、Henry Dunwoody は1906 年後半に炭化ケイ素を使用して特許を取得し、Wichi Torikata は 1908 年に特許を取得しました)。[ 19 ]
半導体の原理は、これらの初期の整流器の開発者には知られていませんでした。1930 年代には物理学の理解が進み、1930 年代半ばにはベル電話研究所の研究者がマイクロ波技術への応用における結晶検出器の可能性を認識しました。[ 22 ]ベル研究所、ウェスタン・エレクトリック、MIT、パデュー、および英国の研究者は、第二次世界大戦中にレーダーへの応用のために点接触ダイオード（結晶整流器または結晶ダイオード）を集中的に開発しました。[ 22 ]第二次世界大戦後、AT&T は米国を縦横に走るマイクロ波タワーでこれらを使用し、21 世紀でも多くのレーダーセットでこれらが使用されています。1946 年、シルバニアは 1N34 結晶ダイオードの提供を開始しました。[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] 1950 年代初頭には、接合ダイオードが開発されました。
初期の非対称伝導デバイスは、主な用途が交流を直流に変換することであったため、一般的に整流器と呼ばれていました。1919年、四極管が導入された年に、ウィリアム・ヘンリー・エクルズは、ギリシャ語のdi (δί)（「2」を意味する）とhodos (ὁδός)（「経路」を意味する）から、ダイオードという用語を作り出しました。この用語は、2つの電極を持つ真空管を表していました。[ 26 ]
現代では、ダイオードという用語は一般的に、非対称な導通を示す2端子デバイスを指します。整流器という用語は、より具体的には電源変換を目的としたデバイスに用いられることが多く、一方、ダイオードは検出器やスイッチング素子などの小信号デバイスによく用いられます。
熱電子デバイスにも同様の区別があった。小型の真空ダイオードは一般的に電波検出器として使用され、電力変換用に設計された大型の2電極真空管は通常、整流管または整流器と呼ばれていた。
熱電子ダイオードは、真空管であり、密閉された真空状態のガラスまたは金属製の容器内に、陰極と電極板という2つの電極が収められている。陰極は間接加熱または直接加熱される。間接加熱を用いる場合は、容器内にヒーターが組み込まれている。
動作時、陰極は800～1,000 ℃（1,470～1,830 °F）程度の赤熱状態まで加熱される。直接加熱式陰極はタングステン線でできており、外部電源から流れる電流によって加熱される。間接加熱式陰極は、ニクロム線でできた近傍のヒーターからの赤外線放射によって加熱され、このヒーターにも外部電源から供給される電流が流れる。
陰極の動作温度により、熱電子放出によって電子が真空中に放出される。[ 27 ]ほとんどの受信管では、陰極はアルカリ土類金属の酸化物、典型的にはバリウムとストロンチウムの酸化物でコーティングされており、仕事関数が低いため、裸の金属表面よりも容易に電子を放出する。[ 28 ]
このプレートは加熱されず、通常は電子を放出しない。電子収集電極として機能する。
陰極と板の間に交流電圧を印加すると、ダイオードは板が陰極に対して正の場合にのみ導通します。この状態では、板は陰極から放出された電子を静電的に引き付け、電流は陰極から板に流れます。板が陰極に対して負の場合、電子は放出されず、陰極からの電子の流れは反発されるため、導通は起こりません。[ 29 ]
通常の動作条件下では、ダイオード電流は放出ではなく、陰極とプレート間を移動する電子によって形成される空間電荷によって制限されます。この領域では、電流密度はチャイルド・ラングミュアの法則に従い、電極間隔が一定の場合、プレート電圧の3/2乗にほぼ比例して変化します（Ip ∝ Ep^(3/2)）。[ 30 ]
その他のダイオードの種類には、水銀蒸気ダイオード、キセノンガスダイオード、冷陰極整流器、マグネトロンなどがあります。[ 31 ]
1950年代末頃までは、 タングステン線などの細い金属線点接触を用いて小さな半導体結晶と接触するダイオードはすべて「結晶検出器」と呼ばれていました。接触部は非溶接接触型または溶接接触型のいずれかでした。非溶接接触構造はショットキー障壁原理を利用しています。金属側は、半導体結晶と接触する細い線の尖った端です。[ 32 ]溶接接触型では、製造時にデバイスに瞬間的に比較的大きな電流を流すことで、金属点の周りのN型結晶に小さなP領域が形成されます。[ 33 ] [ 34 ]
受信機用の真空管ダイオードが利用可能になったことで、1925年から1940年の間、結晶検出器は主に研究開発に使用されました。レーダー用途およびマイクロ波帯（最大26GHz）の試験装置用の復調器の必要性から、ベル研究所はシリコンを結晶検出器に使用し、1942年に生産を開始しました。 [ 22 ] [ 35 ]これらの結晶検出器はセラミックケースを使用しており、製造中に点接触を手動で調整する必要がありました。[ 36 ]当時の一般的なレーダー帯域では、1N25（<1GHz）、1N21（<3GHz）、後に1N21WE（<12.4GHz）、1N23（<9.4GHz）、1N26（<24GHz）が利用可能でした。
1946 年 2 月、シルバニア・エレクトリックはシリコンの代わりにゲルマニウムを使用した結晶検出器を発表しました。最初のモデルはセラミックケースを使用しており、例えば 1N34 ですが、後のモデル 1N34A はガラス製のケースでした。シリコンタイプの結晶検出器とは異なり、1N34 ダイオードは 小電流の整流器としても使用できました。 [ 37 ] シルバニア・エレクトリックは、当初はダイオードを「結晶検出器」[ 38 ]と呼んでいましたが、1946 年 7 月に「結晶ダイオード」[ 39 ]に変更し、1947 年 11 月にはデータシートで「ゲルマニウム結晶ダイオード」[ 37 ]としました。
p-n接合ダイオードは、半導体結晶（通常はシリコンだが、ゲルマニウムやガリウムヒ素も使用される）でできています。不純物を添加することで、片側に負電荷キャリア（電子）を含む領域（n型半導体）と、もう片側に正電荷キャリア（正孔）を含む領域（ p型半導体）が形成されます。n型半導体とp型半導体を接合すると、n側からp側へ瞬間的に電子が流れ、その間に電荷キャリアが存在しない第3の領域が形成されます。この領域は、電荷キャリア（電子も正孔も）が存在しないため、空乏層と呼ばれます。ダイオードの端子は、n型領域とp型領域に接続されています。これら2つの領域の境界はp-n接合と呼ばれ、ダイオードの動作が行われる場所です。 P型側（陽極）にN型側（陰極）よりも十分に高い電位を印加すると、電子は空乏層を通ってN型側からP型側へと流れる。電位を逆方向に印加しても、接合部は電子の逆方向への流れを遮断するため、ある意味で電気的な逆止弁のような働きをする。
もう一つのタイプの接合ダイオードであるショットキーダイオードは、 ap-n接合ではなく金属-半導体接合から形成され、これにより静電容量が低減され、スイッチング速度が向上します。 [ 40 ] [ 41 ]
半導体ダイオードの回路内での挙動は、その電流-電圧特性によって決まります。この曲線の形状は、異なる半導体間のp-n接合に存在する、いわゆる空乏層または空乏領域を通る電荷キャリアの輸送によって決定されます。p-n接合が最初に形成されると、Nドープ領域の伝導帯（移動可能な）電子が、多数の正孔（電子の空いている場所）が存在するPドープ領域に拡散し、電子は正孔と「再結合」します。移動可能な電子が正孔と再結合すると、正孔と電子の両方が消滅し、N側には不動の正電荷ドナー（ドーパント）、P側には負電荷アクセプター（ドーパント）が残ります。p-n接合周辺の領域は電荷キャリアが枯渇し、絶縁体のように振る舞います。
しかし、空乏層の幅（空乏幅と呼ばれる）は無限に広がることはありません。電子と正孔のペアが再結合するたびに、N型ドープ領域には正に帯電したドーパントイオンが残り、P型ドープ領域には負に帯電したドーパントイオンが生成されます。再結合が進み、より多くのイオンが生成されるにつれて、空乏層全体に電界が増大し、再結合を遅らせ、最終的には停止させるように作用します。この時点で、空乏層全体に「内部電位」が生じます。
ダイオードに内部電位と同じ極性の外部電圧を印加すると、空乏層は絶縁体として機能し続け、大きな電流の流れを妨げます（ただし、例えば光によって接合部で電子-正孔対が活発に生成されている場合は除きます。フォトダイオードを参照してください）。
しかし、外部電圧の極性が内部電位と逆向きの場合、再結合が再び進行し、p-n接合部を流れる相当量の電流（すなわち、接合部で相当数の電子と正孔が再結合する）が発生し、その電流値は電圧とともに指数関数的に増加する。
ダイオードの電流-電圧特性は、 4つの動作領域で近似できます。バイアス電圧が低い方から高い方へ順に、以下のようになります。
ショックレー理想ダイオード方程式、またはダイオード法則（バイポーラ接合トランジスタの共同発明者であるウィリアム・ブラッドフォード・ショックレーにちなんで命名）は、中程度の順方向または逆方向バイアスにおけるダイオードの指数関数的な電流-電圧（I-V）特性をモデル化したものです。詳細は「ショックレーダイオード方程式」の記事をご覧ください。
飽和電圧より低い順方向電圧では、ほとんどのダイオードの電圧対電流特性曲線は直線ではありません。電流は次のように近似できます。ショックレーダイオード方程式に関する記事で説明されているとおりです。
検出器およびミキサーのアプリケーションでは、電流はテイラー級数によって推定できます。[ 42 ]奇数項は、ミキサーまたは検出器の通過帯域外の周波数成分を生成するため、省略できます。2次微分を超える偶数項は、2次項に比べて小さいため、通常は含める必要はありません。[ 42 ]目的の電流成分は入力電圧の2乗にほぼ比例するため、この領域での応答は2乗則と呼ばれます。[ 32 ] : p. 3
ap-n型ダイオードでは、順方向伝導が終了した後、短時間逆方向電流が流れることがある。接合部内の移動電荷が枯渇するまで、このデバイスは阻止能力を発揮しない。
大きな電流を非常に速く切り替える場合、その影響は顕著になることがあります。[ 43 ]ダイオードから逆回復電荷Qrを除去するには、ある程度の「逆回復時間」tr （数十ナノ秒から数マイクロ秒程度）が必要になる場合があります。この回復時間の間、ダイオードは逆方向に導通することができます。これにより、ダイオードが逆バイアスされている間、短時間、逆方向に大きな電流が発生する可能性があります。このような逆電流の大きさは、動作回路（つまり、直列抵抗）によって決まり、ダイオードは蓄積フェーズにあると言われます。[ 44 ]実際のケースでは、この非理想的なダイオード効果によって発生する損失を考慮することが重要です。[ 45 ]ただし、電流のスルーレートがそれほど厳しくない場合（たとえば、ライン周波数）、その影響は安全に無視できます。ほとんどのアプリケーションでは、ショットキーダイオードの場合もその影響は無視できます。
逆方向電流は、蓄積された電荷がなくなると急激に停止します。この急激な停止は、ステップリカバリダイオードにおいて、極めて短いパルスを生成するために利用されます。
上記のように動作する通常の（p-n）ダイオードは、通常、ドーピングされたシリコンまたはゲルマニウムで作られています。シリコンパワー整流ダイオードが開発される前は、酸化銅、後にセレンが使用されていました。効率が低いため、はるかに高い順方向電圧（通常、 「セル」あたり1.4～1.7Vで、高電圧整流器への応用のため、複数のセルを積み重ねてピーク逆電圧定格を上げていました）を印加する必要があり、同じ電流定格の後のシリコンダイオードよりもはるかに大きなヒートシンク（多くの場合、ダイオードの金属基板の延長）が必要でした。ダイオードの大部分は、 CMOS集積回路に見られるp-nダイオードであり、[ 46 ]ピンあたり2つのダイオードとその他多くの内部ダイオードが含まれています。
回路図において特定の種類のダイオードを表す記号は、そのダイオードの一般的な電気的機能を示すものです。一部の種類のダイオードには別の記号もありますが、その違いはわずかです。記号中の三角形は順方向、つまり電流が流れる通常の方向を示しています。
ダイオードには、一般的な標準規格やメーカー独自の番号付けおよびコーディング方式が数多く存在します。最も一般的なのは、EIA / JEDEC規格と欧州のPro Electron規格です。
標準化された 1N シリーズの番号付けEIA370システムは、1960 年頃に EIA/JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) によって米国で導入されました。ほとんどのダイオードには 1 の接頭辞が付いています (例: 1N4003)。このシリーズで最も人気のあるものには、1N34A/1N270 (ゲルマニウム信号)、1N914/ 1N4148 (シリコン信号)、1N400x (シリコン 1A 電力整流器)、および1N580x (シリコン 3A 電力整流器) などがあります。[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]
JIS半導体表記システムでは、すべての半導体ダイオードの表記は「1S」で始まる。
能動部品用の欧州プロエレクトロンコーディングシステムは1966年に導入され、2文字のアルファベットと部品コードで構成されています。最初の文字は部品に使用される半導体材料（A = ゲルマニウム、B = シリコン）を表し、2番目の文字は部品の一般的な機能（ダイオードの場合、A = 低電力/信号、B = 可変容量、X = 乗算器、Y = 整流器、Z = 電圧基準）を表します。例：
その他の一般的な番号付け／コーディングシステム（一般的にはメーカー主導）には、以下のようなものがあります。
光学において、ダイオードに相当するがレーザー光を用いるデバイスは、光アイソレーター（光ダイオードとも呼ばれる）であり、光を一方向にのみ通過させる。その主要構成要素はファラデー回転子である。 [ 64 ]
ダイオードの最初の用途は、振幅変調（AM）ラジオ放送の復調でした。AM信号は、無線搬送波の正負のピークが交互に現れるもので、その振幅（包絡線）は元の音声信号に比例します。ダイオードはAM無線周波数信号を整流し、搬送波の正のピークのみを残します。その後、整流された搬送波から単純なフィルタを使用して音声が抽出され、オーディオアンプまたはトランスデューサに入力されます。オーディオアンプまたはトランスデューサは、オーディオスピーカーを通して音波を生成します。
マイクロ波およびミリ波技術では、1930年代から研究者たちが結晶検出器を改良し小型化しました。点接触ダイオード（結晶ダイオード）とショットキーダイオードは、レーダー、マイクロ波、ミリ波検出器に使用されています。[ 40 ]
整流器はダイオードで構成されており、交流（AC）を直流（DC）に変換するために使用されます。自動車のオルタネーターはその典型的な例で、交流を直流に整流するダイオードは、整流子やそれ以前のダイナモよりも優れた性能を発揮します。同様に、ダイオードはコッククロフト・ウォルトン電圧逓倍器にも使用され、交流をより高い直流電圧に変換します。
ほとんどの電子回路は電源入力の極性が逆になると損傷する可能性があるため、このような事態を防ぐために直列ダイオードが用いられることがあります。この概念は、逆電圧保護、逆極性保護、逆電池保護など、同じ意味を持つ複数の名称で知られています。
ダイオードは、高電圧による損傷を敏感な電子機器から遠ざけるためによく使用されます。通常、ダイオードは逆バイアス（非導通）状態です。電圧が正常範囲を超えると、ダイオードは順バイアス（導通）状態になります。例えば、ステッピングモーターやHブリッジなどのモーターコントローラやリレー回路では、ダイオードを使用して、本来発生するはずの有害な電圧スパイクを起こさずにコイルを迅速に遮断します。（このような用途で使用されるダイオードはフライバックダイオードと呼ばれます。）多くの集積回路では、外部電圧による敏感なトランジスタの損傷を防ぐために、接続ピンにダイオードが組み込まれています。高電力での過電圧から保護するために、特殊なダイオードが使用されます（上記のダイオードの種類を参照）。
ダイオード・抵抗論理回路は、 ANDゲートとORゲートを構成します。ダイオード・トランジスタ論理回路と同様に、反転機能を提供するアクティブ素子を追加することで、機能的な完全性を実現できます。
前述の光に加えて、半導体ダイオードはより高エネルギーの放射線にも感度があります。電子工学では、宇宙線やその他の電離放射線源がノイズパルスやシングルビットエラー、マルチビットエラーを引き起こします。この効果は、粒子検出器が放射線を検出するために利用されることがあります。数千または数百万電子ボルトのエネルギーを持つ単一の放射線粒子は、そのエネルギーが半導体材料に蓄積される際に、多数の電荷キャリアペアを生成します。空乏層がシャワー全体を捕捉するか、重い粒子を停止させるのに十分な大きさであれば、磁気スペクトロメータなどの複雑な装置を必要とせず、伝導された電荷を測定するだけで、粒子のエネルギーをかなり正確に測定できます。これらの半導体放射線検出器は、効率的で均一な電荷収集と低いリーク電流を必要とします。多くの場合、液体窒素で冷却されます。長距離（約1センチメートル）の粒子の場合、非常に大きな空乏層の深さと広い面積が必要です。短距離の粒子の場合、少なくとも片面上の接触部または空乏層のない半導体が非常に薄くなければなりません。逆バイアス電圧は破壊電圧に近い値（1センチメートルあたり約1000ボルト）です。ゲルマニウムとシリコンは一般的な材料です。これらの検出器の中には、エネルギーだけでなく位置も検出するものがあります。放射線による損傷のため、特に重粒子を検出する場合、寿命は有限です。シリコンとゲルマニウムは、ガンマ線を電子シャワーに変換する能力が大きく異なります。
高エネルギー粒子用の半導体検出器は多数使用されている。しかし、エネルギー損失の変動があるため、沈着エネルギーの正確な測定はあまり有用ではない。
ダイオードは、シリコンバンドギャップ温度センサーのように、ダイオードの順方向電圧降下が温度に依存するため、温度測定デバイスとして使用できます。上記のショックレー理想ダイオード方程式から、電圧は（定電流で）正の温度係数を持つように見えるかもしれませんが、通常、逆飽和電流項の変化は熱電圧項の変化よりも大きくなります。したがって、ほとんどのダイオードは負の温度係数を持ち、シリコンダイオードの場合は通常 -2 mV/°C です。温度係数は、約 20ケルビン以上の温度ではほぼ一定です。1N400x シリーズ[ 65 ]および CY7 極低温温度センサー[ 66 ]のグラフがいくつか示されています。
ダイオードは、意図しない方向への電流の流れを防ぎます。停電時に電気回路に電力を供給するために、回路はバッテリーから電流を引き出すことができます。無停電電源装置（ UPS）は、必要な場合にのみバッテリーから電流が引き出されるように、このようにダイオードを使用することがあります。同様に、小型ボートには通常、それぞれ独自のバッテリーを備えた2つの回路があります。1つはエンジン始動用、もう1つは家庭用です。通常、両方とも1つのオルタネーターから充電され、オルタネーターが作動していないときに、充電量の多いバッテリー（通常はエンジン用バッテリー）が充電量の少ないバッテリーを通して放電するのを防ぐために、高出力の分割充電ダイオードが使用されます。
電子キーボードにもダイオードが使用されています。電子キーボードに必要な配線を減らすため、これらの楽器ではキーボードマトリックス回路がよく使われます。キーボードコントローラは行と列をスキャンして、演奏者がどの音を押したかを判断します。マトリックス回路の問題点は、複数の音が同時に押されると、電流が回路を逆方向に流れて「ファントムキー」が作動し、「ゴースト」音が鳴ってしまうことです。不要な音が作動するのを避けるため、ほとんどのキーボードマトリックス回路では、キーボードの各キーの下にあるスイッチにダイオードがはんだ付けされています。同じ原理は、ソリッドステートピンボールマシンのスイッチマトリックスにも使われています。
ダイオードは、信号の正または負の変動を所定の電圧に制限するために使用できる。
ダイオードクランプ回路は、正負の値の間で振動する周期的な交流信号を入力として受け取り、正または負のピークが所定のレベルに来るように垂直方向に変位させることができます。このクランプ回路は信号のピーク間振幅を制限するのではなく、信号全体を上下に移動させてピークを基準レベルに合わせます。
ダイオードの指数関数的な電流-電圧関係を利用して、アナログ電圧信号を使用して指数関数とその逆関数である対数を評価します（演算増幅器の応用 §§指数出力と対数出力を参照）。
ダイオードは通常、プリント基板上ではダイオードの略称としてDと表記されます。クリスタル整流器の略称としてCRが使われることもあります。[ 67 ]
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