Diyot, bir PN bağlantısı ve iki terminali olan en basit yarı iletken elementtir. Pasif bir elementtir, çünkü akım bir yönde akar. Zener diyotu, tersine, ters akımın akmasına izin verir.
N-tipi yarı iletken elektronlarda şarjın ana taşıyıcıları, p-tipi yarı iletkenlerde ise ana taşıyıcılar deliklerdir. N-tipi ve n-tipi yarı iletkenler bağlandığında (pratikte basit bir bağlantıdan çok daha karmaşık bir teknolojik işlemle gerçekleşir), n-tipindeki elektronların konsantrasyonu p- tipi, yarı iletken yapının tüm bölümlerindeki konsantrasyonu eşitlemeyi amaçlayan elektron ve deliklerin bir difüzyonu vardır. Böylece, elektronlar daha konsantre olanlardan daha az konsantrasyonlu yerlere, yani n-tipi yönünde p-tipi yarı-iletken yönünde hareket etmeye başlar..
Benzer şekilde bu, p-tipinden n-tipi yarıiletkene geçen delikler için de geçerlidir. Bileşiğin sınırında rekombinasyon meydana gelir, yani deliklerin elektronlarla doldurulması. Böylece, bileşiğin sınırı çevresinde, içinde elektronların ve deliklerin terk edilmesinin meydana geldiği ve şimdi kısmen pozitif ve kısmen negatif olan bir katman oluşur..
Sahada olduğu gibi, negatif ve pozitif bir elektrifikasyon oluşur, pozitiften negatif yüke doğru bir yönü olan bir elektrik alanı oluşturulur. Yani, yönü elektronların veya deliklerin daha fazla hareketine karşı koymak gibi bir alan kurulur (alanın etkisi altındaki elektronların yönü alanın yönünün tersidir).
Alan şiddeti, daha fazla elektron ve delik hareketini önlemek için yeterince arttığında, dağınık hareket durur. Daha sonra p-n kavşağı içerisinde bir uzaysal yük alanının oluştuğu söylenir. Bu alanın uç noktaları arasındaki potansiyel farka potansiyel engel denir.
Yükün iki tarafındaki yükün ana taşıyıcıları, normal şartlar altında (yabancı bir alanın olmaması) geçemezler. Mekansal yük alanında, kavşak sınırında en güçlü olan bir elektrik alanı kurulmuştur. Oda sıcaklığında (normal katkı maddesi konsantrasyonu ile), bu bariyerin potansiyel farkı silikon için yaklaşık 0.2V veya germanyum diyotlar için yaklaşık 0.6V'dir.
Geçirgen olmayan bir polarize p-n bağlantısı yoluyla, sabit doygunluğun küçük bir ters akımı akar. Bununla birlikte, gerçek diyotta, aşılmaz polarizasyonun voltajı belirli bir değeri aştığında, ani bir akım kaçağı meydana gelir, böylece akım sonunda voltajda daha fazla artış olmadan pratik olarak artar..
Ani bir akım sızıntısının meydana geldiği voltajın değerine arıza veya Zener voltajı denir. P-n bariyerinin bozulmasına yol açan fiziksel olarak iki neden vardır. P ve n tipi yarı iletkenlerin çok yüksek kirliliği ile üretilen çok dar bariyerlerde, değerlik elektronları bariyerden tünellenebilir. Bu fenomen elektronun dalga yapısı ile açıklanmaktadır.
İlk kez açıklayan araştırmacıya göre, bu tür bir çöküşe Zener'in dökümü denir. Daha geniş bariyerlerde, bariyeri serbestçe geçen azınlık taşıyıcıları, bariyer içindeki değerlik bağlarını kırmak için yüksek alan kuvvetlerinde yeterli hız kazanabilir. Bu şekilde, akımdaki artışa katkıda bulunan ek çift elektron deliği oluşturulur..
Bant genişliği polarizasyon alanı için Zener diyotunun güç voltaj karakteristiği, ortak bir doğrultucu yarı iletken diyotun özelliklerinden farklı değildir. Geçirimsiz polarizasyon alanında, Zener diyot penetrasyonları genellikle sıradan yarı iletken diyotların penetrasyon voltajlarından daha düşük değerlere sahiptir ve sadece geçirimsiz polarizasyon alanında çalışırlar.
P-n bağlantısının bozulması meydana geldiğinde, akım sadece harici bir dirençle izin verilen belirli bir değerle sınırlandırılabilir, aksi takdirde diyotlar yok edilir. Zener diyotunun penetrasyon voltajının değerleri üretim işlemi sırasında kontrol edilebilir. Bu, birkaç volttan birkaç yüz volta kadar arıza voltajına sahip diyotların üretilmesini mümkün kılar.
5V'dan daha düşük bir arıza voltajına sahip diyotlar, açıkça belirgin bir arıza voltajına sahip değildir ve negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (sıcaklıktaki artış Zener voltajını azaltır). UZ> 5V olan diyotlar pozitif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (sıcaklıktaki artış Zener voltajını arttırır). Zener diyotları stabilizatör ve voltaj sınırlayıcı olarak kullanılır.
Diyot, elektriğin dirençsiz (veya çok az dirençli) bir yönde akışını sağlayan, aksi yönde sonsuz (veya en azından çok yüksek) bir dirence sahip olan elektronik bir bileşendir. Zener diyotları, aksine, Zener voltajına ulaşıldığında ters akım akışına izin verir.
P-n bağlantı diyodu iki yarı iletken katmandan oluşur (p tipi - anot ve n tipi - katot). Zener diyotları durumunda, istenen arıza voltajını elde etmek için yarı iletkenlerdeki safsızlıkların konsantrasyonları kesin olarak belirlenmelidir (tipik olarak p-n diyotlardan önemli ölçüde daha yüksektir)..
İlki doğrultucular, dalga şekillendiriciler, anahtarlayıcılar, voltaj çarpanları olarak kullanılır. Zener diyotları çoğunlukla voltaj dengeleyicileri olarak kullanılır.