Une diode Zener est un dispositif de référence de tension utilisant les caractéristiques de polarisation inverse d'une jonction dopée positive-négative (PN), constituée de matériaux semi-conducteurs positifs de type (P) et négatifs (N). Alors qu'une diode normale a une tension de claquage inverse relativement élevée, une diode Zener a une claquage inverse aussi basse que 1,2 volt de courant continu (VDC). La diode Zener, comme la diode normale, a une bande pour marquer la cathode ou l'électrode négative. En polarisation directe, où l'anode est positive et la cathode négative, la diode Zener fonctionne comme une diode normale.
En fonctionnement en polarisation inverse, la diode normale reste en circuit ouvert pour une large plage de tensions. La diode normale peut avoir une tension de claquage en inverse d’environ 160 volts (V), et cette tension est le niveau de crête commun d’une tension de secteur de 110 volts à courant alternatif (VAC). La diode Zener a une tension inverse beaucoup plus faible. Par exemple, une diode Zener de 6,8 V atteindra le claquage et maintiendra le courant autorisé par sa puissance. La dissipation de puissance dans la diode doit être environ la moitié de la puissance nominale de la diode .
Une diode Zener de 1 watt (W) permettra un maximum de 0,147 ampère (A). Il est recommandé de laisser la moitié de la puissance nominale se dissiper en permanence dans l'appareil. par conséquent, le courant doit être divisé par deux pour atteindre 0,0735 A ou 73,5 milliampères (mA). À ce courant, la diode de 1 W-6,8 V sera simplement chaude. Il convient de noter que cette diode pourrait fournir environ 70 mA à une charge externe à 6,8 V. Cela fait de cette diode un simple régulateur de tension.
La diode Zener peut être connectée à un dispositif suiveur de tension tel qu'un circuit émetteur suiveur émetteur à transistor de jonction bipolaire (NPN) négatif-positif-négatif (NPN). Auparavant, la sortie positive se trouvait sur la cathode à polarisation inverse, de sorte que la cathode serait plutôt connectée à la base d'un BJT NPN. L'émetteur suiveur extrait la tension de base et utilise son gain pour délivrer une tension d'émetteur presque identique à la tension de base, ce qui en fait un suiveur d'émetteur. L'émetteur BJT suivra la tension de la diode moins la chute de tension d'environ 0,7 V de la base de silicium à l'émetteur, et la sortie à l'émetteur est d'environ 6,1 VCC. Si la constante de transfert en avant du gain en courant direct du transistor est de 100, les interactions diode et transistor délivrent une tension régulée d'environ 6,1 VDC d'environ 0 A à environ 6 A.