Dioda zener (Zener Diode) merupakan komponen elektronika yang terbuat dari semikonduktor, termasuk jenis dioda yang memiliki watak unik. Pada saat dipasangkan pada rangkaian forward-biased (bias maju), dioda zener akan memiliki karakteristik dan fungsi sama seperti dioda normal pada umumnya, mengalirkan arus dari anode ke cathode. Hanya saja ketika diberikan reverse-biased (bias terbalik) dioda zener akan mengalirkan arus dari cathode ke anode, dengan syarat diberi catu tegangan yang lebih besar dari batas tegangan dadal, tegangan tembus (breakdown voltage) dioda zener tersebut. Oleh karena itu meski mendapatkan catu secara reverse-biased, bila tegangan catu kurang dari tegangan tembus dioda zener, maka arus dari cathode tidak akan dialirkan (ditahan) menuju anode. Dioda biasa hanya mampu mengalirkan arus satu arah saja dari anode ke cathode (forward-biased), sementara itu arus dari cathode menuju anode (reverse-biased) akan ditahan. Berikut ini ialah gambar dan simbol dari dioda zener.
Efek dioda zener ini ditemukan oleh seorang ahli Fisika dari Amerika yang bernama Clarence Melvin Zener pada tahun 1934. Sehingga sebagai bentuk penghormatan, nama dioda temuannya juga diambil dari namanya tersebut. Kemampuan dioda zener untuk menyalurkan arus ke arah yang berlawanan (dari cathode ke anode) bila diberikan tegangan yang melampaui batas tegangan tembusnya, berbeda dengan dioda biasa yang hanya menyalurkan arus hanya ke satu arah. Dioda yang biasa tidak akan mengalirkan arus jika dicatu terbalik (reverse-biased), arus akan ditahan bila mengalir dari cathode ke anode.
Karakteristik lain dari dioda zener ialah besarnya tegangan yang dilewatkan cenderung tetap, meski tegangan catu yang diberikan diperbesar. Oleh karena itu, dioda zener merupakan komponen elektronika yang cocok untuk digunakan sebagai voltage regulator (pengatur tegangan), dimana dioda zener akan memberikan tegangan output yang relatif tetap sesuai dengan spesifikasi tegangan zener tersebut. Penggunaan dioda zener selain pada voltage regulator, biasanya diterapkan pada juga dalam over voltage protection, yakni perlindungan terhadap kelebihan tegangan. Secara umum fungsi dari dioda zener dalam rangkaian-rangkaian tersebut adalah untuk membuat stabil arus dan tegangan.
Dioda zener dapat digunakan sebagai regulator tegangan, dengan tingkat ripple yang rendah. Dengan melewatkan sejumlah arus pada dioda zener dari sumber tegangan, dengan melewati resistor pembatas arus terlebih dahulu, sebuah dioda zener dapat mengalirkan arus yang sesuai dengan menurunkan tegangan output.
Zener Diode Regulator
Resistor, Rs dihubungkan secara seri dengan dioda zener untuk membatasi arus dari sumber tegangan Vs. Tegangan output Vout diperoleh dari dioda zener, seperti pada gambar berikut.
Tanpa adanya beban pada rangkaian, arus beban akan bernilai nol, (IL = 0), dan seluruh arus dalam rangkaian akan melewati dioda zener.
Beban dihubungkan secara parallel dengan dioda zener, sehingga tegangan pada RL akan selalu bernilai sama dengan tegangan zener.
Pada gambar rangkaian dioda zener yang dirangkai secara seri tersebut, tegangan sumber sebesar 19 volt, tegangan zener 1 5,1 volt, tegangan zener 2 3,3 volt.
Dioda zener sebagai regulator tegangan bisa digunakan untuk rangkaian sumber daya 3,3 volt untuk XBee. Hal tersebut lebih baik dibandingkan menggunakan rangkaian pembagi tegangan dengan resistor yang dirangkai secara seri. Pada rangkaian pembagi tegangan tersebut, arus berbanding terbalik dengan besarnya hambatan.