Um diodo regulador sempre possui amesma tensão sobre si dentro de sua faixa operacional de corrente. Ambos os tipos, válvula e semicondutor, são indicados na Figura abaixo.

O diodo regulador a gás da Figura a não possui um catodo aquecido. Os elétrons são retirados do catodo por emissão de campo. Isto significa simplesmente que os elétrons são arrancados da superfície do catodo pela tensão positiva aplicada ao anodo.

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Uma baixa tensão sobre o diodo regulador a gás não irá causar nenhum fluxo de corrente através do mesmo. Conforme aumenta a tensão, atinge-se um certo valor que faz o diodo disparar. Isto significa que o diodo começa a brilhar. Uma vez atingida a tensão de disparo, a tensão sobre o diodo permanece constante dentro da faixa operacional nominal da corrente. Nunca permitir que a corrente exceda o valor fornecido nas folhas de dados para a válvula.

A lâmpada neon da Figura b é semelhante ao regulador a gás. Possui dois eletrodos de tamanho idêntico, de modo que os elétrons podem facilmente passar em qualquer direção, através da lâmpada. As lâmpadas neon são menores que os reguladores a gás. São usadas como fontes luminosas assim como para suas propriedades de reguladores de tensão.

Uma característica inusitada do diodo zener de estado sólido, da Figura c, é que deve ser operado com polarização reversa isto é, o anodo deve ser negativo, com relação ao catodo. Normalmente, um diodo não iria conduzir com esta polaridade da tensão sobre si, mas o diodo zener conduz.

Os diodos reguladores são usados em circuitos onde a tensão precisa ser mantida a um valor constante com as mudanças normais nas condições do circuito. Os reguladores a gás não são disponíveis para regular tensões abaixo de 50 volts, enquanto os diodos zener podem ser obtidos para tensões nominais de apenas alguns volts.