3.3 - Generatore di tensione di riferimento con corrente di zener indipendente dalla tensione di alimentazione

La tensione di riferimento può comunque essere influenzata da casuali fluttuazioni della tensione di alimentazione che farebbero variare la corrente I_Z, e, quindi, la tensione V_Z e V_O.

Per rendere indipendente dalla tensione di alimentazione la corrente I_Z del diodo zener, si possono utilizzare i seguenti circuiti.

3.3.1 - I° circuito

Sempre supponendo i componenti ideali, ricaviamo V_O in funzione di V_Z per il circuito di fig. 8.a.

Le tensioni sui due ingressi dell'amplificatore operazionale sono:

               e               .

Per l'equipotenzialità dei due ingressi, cioè V_- = V₊, si ha:

.

                               fig.8.a - Tensione di riferimento positiva           fig.8.b - Tensione di riferimento negativa

Quindi:

.

La corrente nello zener è:

oppure:

.

Riassumendo:

la tensione di uscita è superiore a quella V_Z del diodo zener e funzione del rapporto R₂/R₁;

la corrente nello zener I_Z non dipende dalla tensione di alimentazione, ma da quella di uscita.

3.3.1.1 - Criteri di progetto

Fissati i valori di V_O, V_Z e I_Z (con V_O > V_Z), si procede nel seguente modo:

si calcola il valore del rapporto R₂/R₁:

;

si fissa il valore di R₁ e si calcola R₂, in modo che la corrente in R₁ e R₂ sia piccola, possibilmente inferiore a 1mA:

:

si calcola il valore di R:

.

3.3.2 - II° circuito

Con riferimento alla fig. 9.a, si ricava V_O in funzione di V_Z. Essendo i due ingressi equipotenziali, si ha:

                  e                      

.

                             fig.9.a - Tensione di riferimento positiva              fig.9.b - Tensione di riferimento negativa

La corrente nello zener è:

oppure:

Riassumendo:

la tensione di uscita è superiore a quella V_Z del diodo zener e funzione del rapporto R₂/R₁;

la corrente nello zener I_Z non dipende dalla tensione di alimentazione, ma da quella di uscita.

I criteri di progetto sono gli stessi del circuito precedente.