1.2.2. - Limitatore con diodo e diodo zener

Se si vuole limitare la tensione d'uscita ad un valore diverso da quello della tensione di soglia del diodo, si possono utilizzare due diodi in antiserie, uno normale e uno zener, come in figura.

Con riferimento al primo circuito della figura, la corrente nel ramo della rete di retroazione contenente i due diodi può circolare soltanto nel verso del diodo D quando la tensione ai capi del diodo zener D_Z è uguale a quella di zener V_Z. Il diodo D è in conduzione diretta e il diodo zener D_Z è in conduzione inversa quando V_o = V_Z + Vg .

                                   Limitatore a un solo livello                           Caratteristica di trasferimento

Essendo il circuito invertente, ciò accade quando risulta:

.

Una diminuzione della tensione V_i rispetto a questo valore determina un aumento della corrente I₁ e della corrente I_D nel ramo contenente i diodi, mentre non cambia quella nel ramo contenente R₂, perché la tensione su R₂, che coincide con quella agli estremi del ramo coi diodi, ossia con V_o, rimane praticamente invariata.

Se invece V_i ha un valore superiore a -(R₂/R₁)(V_Z + Vg ), uno dei due diodi risulta interdetto e il circuito si comporta da amplificatore invertente.

Il funzionamento del circuito può riassumersi nel seguente modo:

se Vi > 0 Þ V_o < 0 Þ Þ  ramo con i diodi aperto Þ

Þ il circuito si comporta da amplificatore invertente Þ

se Vi < 0 Þ V_o > 0 Þ

se Vg £ V_o £ V_Z + Vg Þ Þ  ramo con i diodi aperto Þ

Þ il circuito si comporta da amplificatore invertente Þ

se V_o ³ V_Z + Vg Þ Þ ramo con i diodi in conduzione Þ 

La caratteristica di trasferimento è quella riportata in figura, che evidenzia la limitazione della tensione di uscita al valore V_Z + Vg .

Il secondo circuito di figura, con i diodi invertiti rispetto al precedente, limita la parte negativa della tensione al valore -(V_Z + Vg ).