Quando os diodos de moagem normais “se decompõem”, eles geralmente são destrutivos. No entanto, é possível construir um tipo especial de diodo que possa lidar com as falhas sem ter sucesso total. Este tipo de diodo é chamado de diodo zener.
Quando os diodos zener diretos se comportam da mesma forma que os diodos de diodo padrão: eles têm uma queda de tensão direta que segue a “equação do diodo” e é de cerca de 0,7 volts. No modo de inversão / capotagem, eles não atuam até que a tensão aplicada atinja ou exceda a chamada tensão zener, ponto em que o diodo é capaz de conduzir uma corrente substancial, e desta forma tentará limitar a baixa tensão sobre ele, aquele ponto de tensão zener. Contanto que a potência dissipada por esta corrente reversa não exceda os limites térmicos do diodo, o diodo não será afetado.
Os diodos Zener são fabricados com tensões Zener que variam de alguns volts a centenas de volts. Essa tensão zener muda ligeiramente com a temperatura e, assim como os valores comuns de resistência à composição do carbono, pode variar de 5% a 10% do erro nas especificações do fabricante. No entanto, esta estabilidade e precisão são geralmente boas o suficiente para que o diodo zener seja usado como um dispositivo regulador de tensão no circuito de alimentação comum.
Observe a orientação do diodo zener no circuito acima: o diodo é polarizado reversamente, e intencionalmente. Se estivéssemos lidando com o diodo “normal” de forma que fôssemos polarizados na frente, ele cairia apenas 0,7 volts, assim como um diodo normal. Se quisermos explorar as propriedades de ruptura inversa deste diodo, precisamos operá-lo no modo de polarização reversa. Enquanto a tensão de alimentação permanecer acima da tensão zener (12,6 volts neste exemplo), a baixa tensão no diodo zener permanecerá em cerca de 12,6 volts.
Como qualquer dispositivo semicondutor, o diodo zener é sensível à temperatura. A temperatura excessiva destruirá um diodo zener e, como tanto a tensão cai quanto a corrente, ele produz seu próprio calor de acordo com a Lei de Joule (P = IE). Portanto, você deve ter cuidado ao projetar o circuito regulador de forma a não exceder a dissipação de potência da potência do diodo. Curiosamente, quando os diodos zener falham devido à alta dissipação de energia, eles geralmente não funcionam mais rapidamente do que abrem. Um diodo malsucedido neste modo é facilmente detectado: ele reduz a tensão quase zero quando é polarizado ou como um pedaço de fio.
