In der Regel werden Zener-Dioden in Sperrrichtung betrieben. Anwendung finden sie bei der Spannungsbegrenzung, beim Überlastschutz und -der häufigste Anwendungsbereich- bei der Spannungsstabilisierung. Zener-Dioden haben eine recht genau definierte Durchbruchsspannung (auch Zener-Spannung bzw. Z-Spannung genannt), diese wird im Datenblatt meist als UBR bzw. UZ oder VZ gekennzeichnet.
| Bezeichnung | VZ |
|---|---|
| 1N4729 | 3,6V |
| 1N4730 | 3,9V |
| 1N4731 | 4,3V |
| 1N4732 | 4,7V |
| 1N4734 | 5,6V |
| 1N4735 | 6,2V |
| 1N4736 | 6,8V |
| 1N4737 | 7,5V |
| 1N4738 | 8,2V |
| 1N4740 | 10V |
| 1N4741 | 11V |
| 1N4743 | 13V |
| 1N4746 | 18V |
Durch die Verwendung von Z-Dioden mit verschiedener Durchbruchsspannung kann man ein simples Voltmeter bauen, welches zwar nicht die anliegende Spannung in einem Display anzeigt, aber über leuchtende LEDs einen bestimmten Spannungsbereich erkennt.
Es werden mehrere (hier vier) verschiedene Zener-Dioden parallel verschaltet, wobei jede von ihnen eine nachfolgende LED mit entsprechendem Vorwiderstand besitzt. Wird nun eine Spannung angelegt, so leuchtet jede LED auf, deren zugehörige Z-Diode durchschaltet und daher kann der anliegende Spannungsbereich ermittelt werden, z.B. liegen 9,1V an (z.B. durch eine 9V-Block-Batterie), so leuchten in diesem Beispiel die LED1, LED2 und LED3, wobei LED4 dunkel bleibt, da die Z-Diode eine Durchbruchspannung von mind. 10V besitzt.
Die Spannungsstabilisierung mit einer Z-Diode ist eine Konstantspannungsquelle und damit die einfachste Art, eine stabilisierte Gleichspannung zu erzeugen. Aber sie ist nur für Schaltungen mit geringer und einigermaßen konstanter Stromaufnahme geeignet.
Die Stabilisierungsschaltung ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R1 und einer Z-Diode D1 (hier mit
2,4V Z-Spannung). R1 dient als Vorwiderstand, damit der maximale Sperrstrom der Z-Diode nicht überschritten wird.
(Zerstörung der Diode!)
Die Z-Diode liegt parallel zur Last und der Strom durch den Vorwiderstand teilt sich auf Last und die Z-Diode auf.