Los diodos son dispositivos que impiden que una señal eléctrica pase a través de ellos en una dirección, pero permiten que una señal pase en la otra. Cuando un diodo semiconductor estándar está bloqueando una señal, es posible que el voltaje de esa señal sea demasiado alto para que el diodo lo controle. En ese punto, el diodo fallará y permitirá que pase la señal, y probablemente se destruirá a medida que el voltaje lo atraviese. Apodado el punto de avalancha del diodo, una vez que este efecto comienza, generalmente no se detendrá hasta que haya seguido su curso, devastando muchos, si no todos, los componentes del circuito en su camino. Un diodo de avalancha es un tipo especial de diodo que puede resistir el evento de avalancha y utilizar el efecto de avalancha en su función normal.
Todos los diodos semiconductores están construidos con dos piezas de material semiconductor, generalmente silicio, fusionadas. Una pieza del material, el cátodo, tendrá carga positiva. La segunda pieza, el ánodo, tendrá carga negativa.
Estos diodos controlan la dirección del flujo del circuito en circuitos. Cuando se aplica una corriente eléctrica al ánodo del diodo, atraviesa el material cargado positivamente hacia el cátodo negativo y luego sale del cátodo al resto del circuito. Un diodo que opera en este estado tiene polarización directa.
Si se conecta la misma corriente al cátodo, simplemente se detendrá con la carga idéntica del cátodo y será bloqueada por el diodo. Un diodo en este estado tiene polarización inversa. Sin embargo, si ese voltaje es lo suficientemente alto, puede tener suficiente potencia para saltar a través del cátodo y alcanzar el ánodo positivo. Si esto ocurre, la corriente se conducirá fuera del ánodo del diodo y el diodo estará en condición de avalancha. Esta condición normalmente destruirá un diodo estándar, así como cualquier otro componente del circuito que se encuentre entre el diodo y un punto de conexión a tierra.
Un diodo de avalancha está diseñado de una manera muy específica para que pueda utilizar el efecto de avalancha. En lugar de esperar a que el voltaje sea demasiado grande para que el diodo lo maneje y la avalancha se descontrole, un diodo de avalancha inicia intencionalmente el efecto de avalancha a un voltaje predeterminado. Este voltaje predeterminado no es lo suficientemente fuerte como para dañar el diodo, lo que permite que el diodo de avalancha conduzca la energía excesiva lejos del circuito a tierra. De esta manera, un diodo de avalancha funciona de la misma manera que un aliviadero permite que una presa redirija las crecidas excesivas.
El diodo de avalancha se usa con frecuencia en circuitos para brindar protección contra voltajes no deseados o inesperados que de otro modo podrían dañar los circuitos. Dichos diodos generalmente tienen sus cátodos conectados a la ruta principal de corriente eléctrica del circuito y los ánodos a una tierra eléctrica. Esta configuración les permite redirigir voltajes amenazantes directamente a tierra, en lugar de permitirles viajar a través del circuito y destruirlo. Los diodos de avalancha en esta configuración actúan como diodos de sujeción ya que fijan, o sujetan, el voltaje máximo que experimentará un circuito a un nivel preestablecido.