Zener-dioder er silisiumdioder som er spesielt konstruert for å fungere i det som er kjent som nedbrytningsområdet. Av denne grunn blir de også referert til som dioder for spenningsregulator.
Maksimal spenningsgrad spesifiserer hvor mye omvendt spenning en diode tåler før sammenbrudd oppstår. For de fleste er dette minst 50 V. Vanlige dioder som er forspent, har omvendt strøm som er så liten at den er null, slik at dioden oppfører seg som en åpen krets. Når den maksimale spenningsgrensen overskrides, produseres det imidlertid en stor reversstrøm, og dioden blir ødelagt. Denne ødeleggelsen skjer ved det som kalles revers spenning eller topp invers spenning (PIV). Zener-dioder er opprettet for å fungere optimalt når de er reverserte og i stedet for å være ødelagt, vil lede strøm under forhold der normal spenning på en diode er nådd. Zener-diodes sammenbruddsspenninger kan variere fra 2 til 200 V.
Diodene er i stand til å opprettholde konstante utgangsspenninger gjennom strømendringene i kretsen, og stabiliserer dermed spenningen under forskjellige belastninger. De brukes derfor oftest som spenningsregulatorer for kretser med lav strøm. De kan beskytte kretser mot spenningspigger eller overbelastning eller statisk elektrisitet. Zener-dioder brukes også ofte til å generere referansespenninger for forsterkerkretser.
For spenningsregulering plasseres Zener-dioder i kretser i en omvendt forspent stilling parallelt med belastningen, som vist.
Diodene fungerer på det som er kjent som Zener-effekten. P-n-krysset er sterkt dopet, noe som får det til å bli smalt og få et intenst elektrisk felt. Når omvendt forspent, forårsaker dette intense elektriske feltet ionisering der elektroner trekkes bort fra valensbanene, slik at de blir frie og kan strømme.