Zener-doorslag verwijst naar een fenomeen in een omgekeerde halfgeleiderdiode waarbij de spanning over de diode de doorslagspanning overschrijdt, waardoor een snelle toename van de stroom door de diode ontstaat. In tegenstelling tot normale diodes die zijn ontworpen om stroom in de omgekeerde richting te blokkeren, zijn zenerdiodes speciaal ontworpen om betrouwbaar in dit doorslaggebied te werken. Tijdens Zener-doorslag handhaaft de diode een vrijwel constante spanning over de aansluitingen, ook wel de Zener-spanning of doorslagspanning genoemd, terwijl de stroom vrij in de omgekeerde richting kan stromen zonder de diode te beschadigen.
Zener-doorslag treedt op wanneer een Zener-diode in sperrichting is voorgespannen en de aangelegde spanning de doorslagspanning overschrijdt die specifiek is voor die diode. Op dit punt komt de zenerdiode in een doorslaggebied waar hij stroom in de omgekeerde richting geleidt, terwijl hij een stabiele spanning over zijn aansluitingen handhaaft. Deze eigenschap maakt zenerdiodes nuttig voor spanningsregeling en beveiligingscircuits, waarbij het handhaven van een nauwkeurig spanningsniveau van cruciaal belang is. De Zener-spanning wordt doorgaans gespecificeerd in datasheets en bepaalt het werkpunt van de diode in het doorslaggebied.
De doorslagspanning van een zenerdiode, vaak eenvoudigweg de zenerspanning genoemd, is de specifieke spanning waarbij de diode een zenerdoorslag ingaat en zwaar in de omgekeerde richting begint te geleiden. Deze spanning wordt vooraf bepaald tijdens het fabricageproces van de diode en kan worden gekozen om te voldoen aan specifieke spanningsregelvereisten in elektronische circuits. Zenerdiodes worden veel gebruikt in spanningsreferentiecircuits, spanningsregelaars en toepassingen voor overspanningsbeveiliging vanwege hun stabiele doorslagkarakteristieken en het vermogen om spanningspieken op te vangen.
Zenerdoorslag en lawinedoorslag zijn twee verschillende mechanismen waarmee halfgeleiderdiodes in de omgekeerde richting geleiden voorbij hun doorslagspanningen. Zener-doorslag treedt op in zenerdiodes, die zijn ontworpen om in deze modus te werken en een gecontroleerde doorslagspanning vertonen. Daarentegen treedt lawine-doorbraak op bij gewone diodes en treedt op als gevolg van hoge elektrische velden in het uitputtingsgebied van de diode, wat leidt tot een snelle toename van de stroom. Beide mechanismen omvatten de afbraak van de normale blokkeertoestand van de diode, maar verschillen in de fysieke processen die de afbraak veroorzaken en de resulterende kenmerken van de stroomstroming.
Het Zener-effect, genoemd naar natuurkundige Clarence Zener, verwijst specifiek naar het proces waarbij elektronen in een zwaar gedoteerd halfgeleidermateriaal voldoende energie uit een aangelegd elektrisch veld halen om de energiekloof te overbruggen en in de omgekeerde richting te geleiden. Dit effect is van fundamenteel belang voor de werking van zenerdiodes en andere halfgeleiderapparaten die voor verschillende toepassingen afhankelijk zijn van gecontroleerde doorslag. Het Zener-effect ligt ten grondslag aan het stabiele en voorspelbare gedrag van Zener-diodes in spanningsregelings- en beveiligingscircuits waarbij het handhaven van een nauwkeurig spanningsniveau cruciaal is.