I diodi Zener sono diodi al silicio costruiti specificamente per operare in quella che è nota come regione di rottura. Per questo motivo vengono anche chiamati diodi regolatori di tensione.
La tensione nominale massima specifica quanta tensione inversa può sopportare un diodo prima che si verifichi un guasto. Per la maggior parte, questo è almeno 50 V. I diodi ordinari che sono polarizzati inversamente hanno una corrente inversa così piccola da essere zero, in modo che il diodo si comporti in modo simile a un circuito aperto. Quando viene superata la massima tensione nominale, tuttavia, viene prodotta una grande corrente inversa e il diodo viene distrutto. Questa distruzione si verifica a quella che è nota come tensione di rottura inversa o tensione inversa di picco (PIV). I diodi Zener sono creati per funzionare in modo ottimale quando sono polarizzati inversamente e, invece di essere distrutto, condurrà elettricità in condizioni in cui le normali tensioni di rottura di un diodo sono raggiunto. Le tensioni di rottura del diodo Zener possono variare da 2 a 200 V.
I diodi sono in grado di mantenere tensioni di uscita costanti durante le variazioni di corrente nel circuito, stabilizzando così la tensione sotto carichi diversi. Sono quindi più spesso utilizzati come regolatori di tensione per circuiti a bassa corrente. Possono proteggere i circuiti da picchi di tensione, sovraccarichi o elettricità statica. I diodi Zener sono spesso utilizzati anche per generare tensioni di riferimento per circuiti amplificatori.
Per la regolazione della tensione, i diodi Zener sono inseriti in circuiti in una posizione di polarizzazione inversa parallela al carico, come mostrato.
I diodi operano su quello che è noto come effetto Zener. La giunzione p-n è fortemente drogata, il che la fa restringere e ottenere un intenso campo elettrico. Quando polarizzato inversamente, questo intenso campo elettrico provoca la ionizzazione in cui gli elettroni vengono allontanati dalle loro orbite di valenza, in modo che si liberino e possano fluire.