Zener dioda je referentni uređaj napona koji koristi karakteristike obrnutog prednapona dopiranog pozitivno-negativnog (PN) spoja, koji je izrađen od pozitivnog (P)-tipa i negativnog (N)-tipa poluvodičkih materijala. Dok normalna dioda ima relativno visok napon povratnog proboja, Zener dioda ima obrnuti slom od samo 1.2 volta istosmjerne struje (VDC). Zener dioda, kao i normalna dioda, ima traku za označavanje katode ili negativne elektrode. Kod prednapona, gdje je anoda pozitivna, a katoda negativna, Zener dioda radi kao normalna dioda.
U radu obrnutog prednapona, normalna dioda ostaje kao otvoreni krug za širok raspon napona. Normalna dioda može imati napon povratnog proboja od oko 160 volti (V), a ovaj napon je uobičajena vršna razina napona dalekovoda od 110 volti izmjenične struje (VAC). Zener dioda ima mnogo niži obrnuti napon. Na primjer, 6.8 V Zener dioda će doći do kvara i zadržati struju koju dopušta njezina snaga. Rasipanje snage u diodi mora biti oko polovice nazivne snage diode.
Zener dioda od 1 watt (W) dopušta maksimalno 0.147 ampera (A). Dobra je praksa dopustiti da se polovica nazivne snage kontinuirano raspršuje u uređaju; stoga struju treba prepoloviti na 0.0735 A ili 73.5 miliampera (mA). Pri ovoj struji, dioda od 1 W-6.8 V će biti samo topla. Treba napomenuti da bi ova dioda mogla dati oko 70 mA vanjskom opterećenju na 6.8 V. To ovu diodu čini jednostavnim regulatorom napona.
Zener dioda se može spojiti na uređaj za praćenje napona kao što je sljedbeni krug emitera negativno-pozitivno-negativnog (NPN) bipolarnog tranzistora (BJT). Prije je pozitivan izlaz bio na katodi s obrnutom prednaponom, tako da će katoda umjesto toga biti spojena na bazu NPN BJT. Emiterski sljedbenik će povući bazni napon i koristiti svoj dobitak za isporuku napona emitera koji je gotovo isti kao i bazni napon – to ga čini sljedbenikom emitera. BJT emiter će slijediti napon diode umanjen za pad napona između baze i emitera od otprilike 0.7 V silicija, a izlaz na emiteru je oko 6.1 VDC. Ako je konstanta prijenosa naprijed tranzistorskog pojačanja struje prema naprijed 100, interakcija diode i tranzistora daje regulirani napon od oko 6.1 VDC od blizu 0 A do oko 6 A.