Zener-dioder er siliciumdioder, der er specielt konstrueret til at fungere i det, der er kendt som nedbrydningsområdet. Af denne grund betegnes de også som spændingsregulator-dioder.
Den maksimale spændingsklassificering angiver, hvor meget omvendt spænding en diode kan modstå, før der opstår sammenbrud. For de fleste er dette mindst 50 V. Almindelige dioder, der er omvendt forudindtaget, har omvendt strøm, der er så lille, at den er nul, så dioden opfører sig som et åbent kredsløb. Når den maksimale spænding er overskredet, produceres der dog en stor omvendt strøm, og dioden ødelægges. Denne ødelæggelse sker ved det, der er kendt som omvendt nedbrydningsspænding eller peak invers spænding (PIV). Zener-dioder er skabt til at fungere optimalt, når de er omvendt forspændte og i stedet for at være ødelagt, vil lede strøm under forhold, hvor normale en diodes nedbrydningsspændinger er nået. Zener-diodes nedbrydningsspændinger kan variere fra 2 til 200 V.
Dioderne er i stand til at opretholde konstante udgangsspændinger gennem strømændringer i kredsløbet og stabiliserer således spændingen under forskellige belastninger. De bruges derfor oftest som spændingsregulatorer til lavstrømskredsløb. De kan beskytte kredsløb mod spændingsspidser eller overbelastning eller statisk elektricitet. Zener-dioder bruges også ofte til at generere referencespændinger til forstærkerkredsløb.
Til spændingsregulering placeres Zener-dioder i kredsløb i en omvendt forspændt position parallelt med belastningen som vist.
Dioderne fungerer på det, der kaldes Zener-effekten. P-n-krydset er stærkt doteret, hvilket får det til at blive smalt og få et intenst elektrisk felt. Når omvendt forspændt, forårsager dette intense elektriske felt ionisering, hvor elektroner trækkes væk fra deres valensbaner, så de bliver frie og kan strømme.