Zener-diodit ovat piidiodeja, jotka on erityisesti suunniteltu toimimaan niin kutsutulla hajoamisalueella. Tästä syystä niitä kutsutaan myös jännitteen säätödiodeiksi.
Suurin jänniteluokka määrittää, kuinka paljon käänteistä jännitettä diodi kestää ennen hajoamista. Suurimmalle osalle tämä on vähintään 50 V. Tavallisilla käänteisjännitteisillä diodeilla on niin pieni käänteisvirta, että se on nolla, joten diodi käyttäytyy samalla tavalla kuin avoin piiri. Suurimman nimellisjännitteen ylittyessä syntyy kuitenkin suuri vastavirta ja diodi tuhoutuu. Tämä tuhoaminen tapahtuu niin kutsutulla käänteisellä rikkoutumisjännitteellä tai huippu käänteisellä jännitteellä (PIV). Zener-diodit on luotu toimimaan optimaalisesti, kun ne ovat käänteisesti esijännitettyjä ja niiden sijasta tuhoutunut, johtaa sähköä olosuhteissa, joissa diodin normaalit rikkoutumisjännitteet ovat saavuttanut. Zener-diodin hajoamisjännitteet voivat vaihdella 2-200 V.
Diodit pystyvät ylläpitämään vakiolähtöjännitteitä koko virtapiirin muutoksen ajan vakauttaen siten jännitteen eri kuormituksissa. Siksi niitä käytetään useimmiten jännitteen säätiminä matalavirtaisille piireille. Ne voivat suojata piirejä jännitepiikeiltä, ylikuormituksilta tai staattiselta sähköltä. Zener-diodeja käytetään myös usein vertailujännitteiden muodostamiseen vahvistinpiireille.
Jännitteen säätämistä varten Zener-diodit sijoitetaan piireihin taaksepäin esijännitetyssä asennossa kuorman suuntaisesti, kuten kuvassa.
Diodit toimivat ns. Zener-efektinä. P-n-liitos on voimakkaasti seostettu, mikä saa sen kapenemaan ja saamaan voimakkaan sähkökentän. Käänteisesti esijännitettynä tämä voimakas sähkökenttä aiheuttaa ionisaation, jossa elektronit vedetään poispäin niiden valenssiradoilta, jotta ne tulevat vapaiksi ja voivat virrata.