A quebra do Zener refere-se a um fenômeno em um diodo semicondutor com polarização reversa, onde a tensão no diodo excede a tensão de ruptura, causando um rápido aumento na corrente através do diodo. Ao contrário dos diodos normais que são projetados para bloquear a corrente na direção reversa, os diodos Zener são especialmente projetados para operar de forma confiável nesta região de ruptura. Durante a ruptura do Zener, o diodo mantém uma tensão quase constante em seus terminais, conhecida como tensão Zener ou tensão de ruptura, enquanto permite que a corrente flua livremente na direção reversa sem danificar o diodo.
A quebra Zener ocorre quando um diodo Zener é polarizado reversamente e a tensão aplicada excede a tensão de ruptura específica desse diodo. Neste ponto, o diodo Zener entra em uma região de ruptura onde conduz a corrente na direção reversa enquanto mantém uma tensão estável em seus terminais. Essa característica torna os diodos Zener úteis para circuitos de regulação e proteção de tensão, onde é fundamental manter um nível de tensão preciso. A tensão Zener é normalmente especificada em planilhas de dados e determina o ponto de operação do diodo na região de ruptura.
A tensão de ruptura de um diodo Zener, muitas vezes chamada simplesmente de tensão Zener, é a tensão específica na qual o diodo entra em ruptura Zener e começa a conduzir fortemente na direção reversa. Esta tensão é predeterminada durante o processo de fabricação do diodo e pode ser escolhida para atender aos requisitos específicos de regulação de tensão em circuitos eletrônicos. Os diodos Zener são amplamente utilizados em circuitos de referência de tensão, reguladores de tensão e aplicações de proteção contra surtos devido às suas características de ruptura estáveis e capacidade de fixar picos de tensão.
A quebra do Zener e a quebra da avalanche são dois mecanismos distintos pelos quais os diodos semicondutores conduzem na direção reversa além de suas tensões de ruptura. A quebra do Zener ocorre em diodos Zener, que são projetados para operar neste modo e exibir uma tensão de ruptura controlada. Em contraste, a quebra em avalanche ocorre em diodos comuns e ocorre devido a altos campos elétricos na região de esgotamento do diodo, levando a um rápido aumento na corrente. Ambos os mecanismos envolvem a quebra do estado normal de bloqueio do diodo, mas diferem nos processos físicos que causam a quebra e nas características resultantes do fluxo de corrente.
O efeito Zener, em homenagem ao físico Clarence Zener, refere-se especificamente ao processo pelo qual os elétrons em um material semicondutor fortemente dopado ganham energia suficiente de um campo elétrico aplicado para cruzar a lacuna de energia e conduzir na direção reversa. Este efeito é fundamental para a operação de diodos Zener e outros dispositivos semicondutores que dependem de ruptura controlada para diversas aplicações. O efeito Zener está subjacente ao comportamento estável e previsível dos diodos Zener em circuitos de regulação e proteção de tensão onde a manutenção de um nível de tensão preciso é crucial.