A finalidade de um diodo Zener é principalmente regular a tensão em circuitos eletrônicos. Ao contrário dos diodos regulares que conduzem corrente apenas em uma direção e a bloqueiam na direção reversa, um diodo Zener é projetado para operar na região de ruptura reversa quando uma tensão específica, conhecida como tensão Zener, é atingida. Essa característica permite que os diodos Zener mantenham uma tensão constante em seus terminais, mesmo quando a tensão aplicada flutua, tornando-os úteis para regulação e estabilização de tensão em diversos dispositivos eletrônicos e fontes de alimentação.
Um diodo de uso geral e um diodo Zener desempenham funções diferentes em circuitos eletrônicos. Um diodo de uso geral é normalmente usado para fins de retificação, permitindo que a corrente flua apenas em uma direção e bloqueando-a na direção reversa para converter CA (corrente alternada) em CC (corrente contínua). Em contraste, um diodo Zener é projetado especificamente para operar na região de ruptura reversa, onde mantém uma tensão constante em seus terminais, independentemente da corrente que flui através dele. Esta característica única torna os diodos Zener adequados para regulação de tensão, circuitos de referência de tensão, proteção contra surtos e outras aplicações especializadas que exigem controle preciso de tensão.
Os diodos Zener são sempre usados como reguladores de tensão em circuitos eletrônicos. Sua capacidade de manter uma tensão constante em seus terminais, conhecida como tensão Zener, garante que a tensão permaneça estável dentro de uma faixa especificada, apesar das variações na tensão de entrada ou nas condições de carga. Isto torna os diodos Zener indispensáveis para manter níveis de tensão consistentes nas fontes de alimentação, garantindo o funcionamento adequado de componentes eletrônicos sensíveis e evitando danos devido a flutuações de tensão.
Os diodos Zener são mais comumente usados em aplicações de regulação de tensão onde são necessários níveis de tensão precisos e estáveis. Eles são freqüentemente empregados em fontes de alimentação, circuitos de referência de tensão, circuitos de fixação de tensão, protetores contra surtos e estabilizadores de tensão. Em projetos de fontes de alimentação, os diodos Zener são frequentemente usados em combinação com resistores para criar pontos de referência de tensão ou para regular a tensão de saída para um nível desejado. Sua confiabilidade, simplicidade e eficácia na manutenção da estabilidade de tensão os tornam componentes essenciais em vários dispositivos e sistemas eletrônicos.
O princípio de um diodo Zener é baseado no fenômeno da quebra do Zener ou da avalanche. Quando um diodo Zener é polarizado reversamente e a tensão aplicada excede a tensão Zener (também chamada de tensão de ruptura ou tensão de joelho), o diodo entra em um estado de ruptura reversa. Nesta região, o diodo Zener conduz fortemente a corrente e mantém uma queda de tensão quase constante em seus terminais. Esta característica surge da estrutura interna do diodo Zener, que é cuidadosamente dopado para ter uma tensão de ruptura acentuada. O princípio de operação do diodo Zener permite regular a tensão de forma eficaz e confiável em circuitos eletrônicos, tornando-o um componente essencial para aplicações de regulação e estabilização de tensão.