Il meccanismo di un diodo zener funziona utilizzando una connessione di polarizzazione inversa, che si traduce in un guasto che consente la conduzione elettrica. Il principio alla base di questo meccanismo è noto come effetto zener, dal nome americano fisico Clarence Zener.
Un diodo è un dispositivo elettronico composto da semiconduttori classificati come di tipo p o di tipo n. Il semiconduttore di tipo p è caricato positivamente e contiene un numero eccessivo di fori, mentre il semiconduttore di tipo n è caricato negativamente e contiene un numero eccessivo di elettroni. Il confine tra i due tipi di semiconduttori è chiamato la giunzione p-n. Generalmente un diodo normale consente il passaggio della corrente elettrica utilizzando una connessione di polarizzazione diretta.
Il diodo zener, noto anche come diodo di breakdown, in genere utilizza una giunzione p-n di silicio che è polarizzata nella direzione opposta. In una connessione di polarizzazione inversa, la tensione applicata inibisce il flusso elettrico. Tuttavia, aumentando continuamente la tensione, il diodo raggiunge infine il suo punto di rottura quando lo strato di deplezione nella giunzione p-n si disintegra. Questa rottura si traduce in un flusso elettrico attraverso il diodo per controllare l'alta tensione inversa. Il punto di tensione di rottura a cui un diodo zener consente alla corrente elettrica di fluire è noto come tensione zener. I diodi Zener sono principalmente utilizzati come regolatori di tensione.
