Les diodes Zener sont des diodes au silicium spécialement conçues pour fonctionner dans ce que l'on appelle la région de claquage. Pour cette raison, elles sont également appelées diodes de régulation de tension.
La tension nominale maximale spécifie la tension inverse qu'une diode peut supporter avant qu'une panne ne se produise. Pour la plupart, c'est au moins 50 V. Les diodes ordinaires polarisées en inverse ont un courant inverse si faible qu'il est nul, de sorte que la diode se comporte de la même manière qu'un circuit ouvert. Cependant, lorsque la tension nominale maximale est dépassée, un courant inverse important est produit et la diode est détruite. Cette destruction se produit à ce que l'on appelle la tension de claquage inverse ou la tension inverse de crête (PIV). Les diodes Zener sont créées pour fonctionner de manière optimale lorsqu'elles sont polarisées en inverse et, au lieu d'être détruit, conduira l'électricité dans des conditions où les tensions de claquage normales d'une diode sont parvenu. Les tensions de claquage des diodes Zener peuvent aller de 2 à 200 V.
Les diodes sont capables de maintenir des tensions de sortie constantes tout au long des changements de courant dans le circuit, stabilisant ainsi la tension sous différentes charges. Ils sont donc le plus souvent utilisés comme régulateurs de tension pour les circuits à faible courant. Ils peuvent protéger les circuits des pics de tension, des surcharges ou de l'électricité statique. Les diodes Zener sont également souvent utilisées pour générer des tensions de référence pour les circuits amplificateurs.
Pour la régulation de la tension, les diodes Zener sont placées dans des circuits dans une position de polarisation inverse parallèle à la charge, comme illustré.
Les diodes fonctionnent sur ce que l'on appelle l'effet Zener. La jonction p-n est fortement dopée, ce qui la fait se rétrécir et obtenir un champ électrique intense. Lorsqu'il est polarisé en inverse, ce champ électrique intense provoque une ionisation où les électrons sont éloignés de leurs orbites de valence, de sorte qu'ils deviennent libres et peuvent circuler.