Zener arızası, ters taraflı bir yarı iletken diyotta, diyot boyunca voltajın arıza voltajını aştığı ve diyot boyunca akımın hızlı bir şekilde artmasına neden olduğu bir olguyu ifade eder. Ters yönde akımı bloke etmek üzere tasarlanmış normal diyotlardan farklı olarak Zener diyotları, bu arıza bölgesinde güvenilir bir şekilde çalışacak şekilde özel olarak tasarlanmıştır. Zener arızası sırasında diyot, Zener voltajı veya arıza voltajı olarak bilinen terminalleri boyunca neredeyse sabit bir voltajı korurken, akımın diyota zarar vermeden ters yönde serbestçe akmasına izin verir.
Zener arızası, bir Zener diyotu ters kutuplandığında ve uygulanan voltaj o diyota özgü arıza voltajını aştığında meydana gelir. Bu noktada Zener diyotu, terminalleri arasında sabit bir voltajı korurken akımı ters yönde ilettiği bir arıza bölgesine girer. Bu özellik, Zener diyotlarını, hassas bir voltaj seviyesinin korunmasının kritik olduğu voltaj regülasyonu ve koruma devreleri için kullanışlı kılar. Zener voltajı tipik olarak veri sayfalarında belirtilir ve diyotun arıza bölgesindeki çalışma noktasını belirler.
Genellikle basitçe Zener voltajı olarak adlandırılan bir Zener diyotunun arıza voltajı, diyotun Zener arızasına girdiği ve ters yönde yoğun bir şekilde iletime başladığı spesifik voltajdır. Bu voltaj, diyotun üretim süreci sırasında önceden belirlenir ve elektronik devrelerdeki belirli voltaj düzenleme gereksinimlerine uyacak şekilde seçilebilir. Zener diyotlar, kararlı arıza özellikleri ve voltaj yükselmelerini kısma yetenekleri nedeniyle voltaj referans devrelerinde, voltaj regülatörlerinde ve aşırı gerilim koruma uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.
Zener bozulması ve çığ bozulması, yarı iletken diyotların arıza voltajlarının ötesinde ters yönde ilettiği iki farklı mekanizmadır. Zener arızası, bu modda çalışmak üzere tasarlanmış ve kontrollü bir arıza voltajı sergileyen Zener diyotlarında meydana gelir. Buna karşılık, sıradan diyotlarda çığ kırılması meydana gelir ve diyotun tükenme bölgesindeki yüksek elektrik alanlarından dolayı meydana gelir ve bu da akımın hızlı bir şekilde artmasına neden olur. Her iki mekanizma da diyodun normal blokaj durumunun bozulmasına yol açar, ancak bozulmaya neden olan fiziksel süreçler ve bunun sonucunda ortaya çıkan akım akışı özellikleri bakımından farklılık gösterir.
Adını fizikçi Clarence Zener’den alan Zener etkisi, özellikle ağır katkılı bir yarı iletken malzemedeki elektronların, uygulanan bir elektrik alanından enerji boşluğunu geçmek ve ters yönde hareket etmek için yeterli enerjiyi kazandığı süreci ifade eder. Bu etki, çeşitli uygulamalar için kontrollü arızaya dayanan Zener diyotlarının ve diğer yarı iletken cihazların çalışması için temeldir. Zener etkisi, hassas bir voltaj seviyesinin korunmasının çok önemli olduğu voltaj regülasyonu ve koruma devrelerinde Zener diyotlarının kararlı ve öngörülebilir davranışının temelini oluşturur.