Diody Zenera są używane głównie do regulacji napięcia i odniesienia napięcia w obwodach elektronicznych. Są zaprojektowane do pracy w obszarze przebicia przy polaryzacji zaporowej, utrzymując prawie stały spadek napięcia na zaciskach, zwany napięciem Zenera (Vz). Ta cecha sprawia, że diody Zenera są cenne w stabilizowaniu poziomów napięcia w obwodzie, zapewniając utrzymanie określonego napięcia niezależnie od zmian napięcia wejściowego lub warunków obciążenia. Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań, w których krytyczne znaczenie ma stabilne zasilanie, np. w zasilaczach, regulatorach napięcia i obwodach ochronnych.
Diody Zenera są powszechnie stosowane w celu zapewnienia stabilnych napięć odniesienia w obwodach elektronicznych. Ich zdolność do utrzymywania precyzyjnego spadku napięcia w warunkach polaryzacji zaporowej sprawia, że nadają się do generowania stałego napięcia odniesienia stosowanego w przetwornikach analogowo-cyfrowych (ADC), regulatorach napięcia i interfejsach czujników. Dzięki zastosowaniu diod Zenera inżynierowie mogą zapewnić, że krytyczne komponenty systemów elektronicznych otrzymają stały poziom napięcia, poprawiając w ten sposób ogólną wydajność i niezawodność obwodu.
Specjalny cel diody Zenera polega na jej unikalnej charakterystyce utrzymywania stabilnego spadku napięcia podczas pracy w trybie przebicia zwrotnego. Ta właściwość pozwala diodom Zenera chronić wrażliwe elementy elektroniczne przed przepięciami. Kiedy dioda Zenera jest umieszczona w obwodzie, przewodzi prąd i blokuje napięcie na poziomie napięcia przebicia (Vz), zapobiegając przekroczeniu bezpiecznego limitu napięcia. Ta funkcja ochronna ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach, w których nagłe skoki lub wahania napięcia mogą uszkodzić lub pogorszyć elementy obwodów, zapewniając solidność i trwałość urządzeń elektronicznych.
Diody Zenera są stosowane w polaryzacji zaporowej, ponieważ w tych warunkach wykazują charakterystyczne napięcie przebicia Zenera. Przy polaryzacji zaporowej dioda Zenera utrzymuje stabilny spadek napięcia (Vz) na swoich zaciskach, co jest określone przez konstrukcję diody i profil domieszkowania. To zjawisko odwrotnego rozkładu występuje w wyniku efektu lawinowego lub efektu Zenera, w którym nośniki ładunku zyskują wystarczającą energię, aby uwolnić się od atomów i przewodzić prąd w odwrotnym kierunku. To unikalne zachowanie pozwala diodom Zenera skutecznie regulować napięcie i zapewniać ochronę przed przepięciami w obwodach elektronicznych.
Dioda Zenera jest zawsze używana z rezystorem ograniczającym prąd (lub szeregowo z urządzeniem ograniczającym), gdy jest włączona do obwodu. Rezystor ten pomaga ograniczyć prąd przepływający przez diodę Zenera, gdy przechodzi ona w stan awarii. Bez rezystora ograniczającego prąd nadmierny prąd mógłby przepływać przez diodę Zenera podczas awarii, potencjalnie uszkadzając diodę lub inne elementy obwodu. Prawidłowo dobierając wartość rezystora ograniczającego prąd, inżynierowie mogą zapewnić prawidłowe działanie i trwałość diody Zenera, zachowując jednocześnie stabilną regulację napięcia lub funkcje zabezpieczające w projekcie obwodu.