Bei einer Konstantspannungsquelle nutzt man die besonderen elektrischen Eigenschaften einer Halbleiterdiode, die in ihrer Kennlinie zum Ausdruck kommen (Bild 1): In Sperrrichtung fließt durch die Diode kein Strom. In Durchlassrichtung fließt bis zum Erreichen der Schwellenspannung
ebenfalls
kein Strom, da die Ladungsträger die Grenzschicht des pn-Überganges
nicht überwinden können. Mit Erreichen der Schwellenspannung passieren
die Elektronen fast ungehindert die Grenzschicht.
In Durchlassrichtung ändert sich daher die an der Diode abfallende
Spannung kaum, während der Strom selbst merklich zunehmen kann. Die
Stromstärke wird somit fast nur durch den Vorwiderstand 
begrenzt
(Bild 2).
Verändert sich die Spannung im elektrischen Stromkreis, so fließt im Stromkreis ein Strom mit einer größeren Stromstärke. Die Spannung an der Diode bleibt aber entsprechend der Kennlinie nahezu konstant die Schwellenspannung. Dafür fällt am Vorwiderstand eine größere Spannung ab. Bei einer Verringerung der Stromstärke verhält es sich genau umgekehrt.
Eine Siliciumdiode hat eine Schwellenspannung von 0,7 V, bei einer Germaniumdiode sind es 0,35 V. Schaltet man zwei Siliciumdioden in Reihe, dann erhält man 1,4 V. Durch unterschiedliche Schaltungen und Kombinationen von Dioden mit abweichenden Schwellenspannungen kann man beliebige Spannungswerte für eine Konstantspannungsquelle realisieren.