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Diodi Funzionamento ed applicazioni. Il diodo è un dispositivo a due terminali, chiamati rispettivamente anodo e catodo unidirezionale: esso si lascia.

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1 Diodi Funzionamento ed applicazioni

2 Il diodo è un dispositivo a due terminali, chiamati rispettivamente anodo e catodo unidirezionale: esso si lascia attraversare dalla corrente solo in un verso, dallanodo al catodo non lineare

3 Il diodo può essere polarizzato direttamente, se il potenziale allanodo è maggiore di quello al catodo (Vak>0); in questo caso il diodo può condurre

4 oppure Inversamente se il potenziale allanodo è minore di quello al catodo (Vak<0); in questo caso il diodo non conduce

5 La caratteristica del diodo mostra che se è polarizzato Inversamente (Vak<0), esso non conduce Direttamente (Vak>0), esso entra in conduzione quando Vak supera un valore di soglia (0.5V nei diodi al silicio)

6 Inoltre la caratteristica mostra che Quando Vak oltre- passa la soglia, il diodo entra bruscamente in conduzione; piccoli incrementi di Vak provocano grandi incrementi di corrente

7 Notiamo ancora che Quando il diodo è in piena conduzione, la tensione ai suoi capi si stabilizza, più o meno, intorno a 0.7V

8 La resistenza differenziale del diodo rd è il rapporto tra la variazione di Vak e la corrispondente variazione subita da I. Il tratto di caratteristica in cui il diodo è in piena conduzione è molto ripido; perciò, piccole variazioni di Vak provocano grandi variazioni di I e la resistenza differenziale rd è molto piccola

9 La caratteristica del diodo mostra ancora che il componente non è lineare; infatti la caratteristica corrente tensione non è lineare ma esponenziale; anzi la corrente I che attraversa il diodo e la tensione ai suoi capi Vak sono legati dalla relazione:

10 Nell equazione della caratteristica del diodo Io è una corrente di piccolo valore, tipica del diodo stesso, legata alla sua struttura e alla temperatura a cui si trova il dispositivo; Io è chiamata corrente inversa perché, come vedremo, essa è la piccola corrente che attraversa il diodo, quando è polarizzato inversamente V T è una tensione determinata dalla temperatura a cui si trova il dispositivo; a 25 o C, V T vale 25mV

11 Come è fatto il diodo? Per realizzare i diodi si usano i semiconduttori, così chiamati perché hanno proprietà elettriche, in qualche modo, intermedie tra i conduttori e gli isolanti I semiconduttori più usati sono il Silicio, molto diffuso sul nostro pianeta, e il Germanio

12 I semiconduttori possono essere puri, o intrinseci; in questo caso essi hanno un eguale numero di portatori di carica positivi, chiamate lacune, e di portatori negativi, gli elettroni intrinseco

13 oppure possono essere drogati di tipo P; in questo caso la composizione chimica del semicon- duttore è stata alterata in modo che le lacune (positive) siano maggioritarie rispetto agli elettroni Tipo P

14 oppure possono essere drogati di tipo N; in questo caso la composizione chimica del semicon-duttore è stata alterata in modo che gli elettroni siano maggioritari rispetto alle lacune Tipo N

15 Il diodo è una giunzione PN Esso viene realizzato drogando una barretta di Silicio in modo che essa risulti da un lato di tipo P (con portatori maggioritari positivi) e dallaltro di tipo N (con portatori maggioritari negativi) Nella figura non sono indicati i portatori minoritari PN AK

16 La polarizzazione diretta mette in moto le cariche maggioritarie, che sono molte, e perciò la corrente I diretta cresce rapidamente allaumentare di V; ciò è vero se V supera una barriera di potenziale, di circa 0.5V, che è allinterno della giunzione A K +- V PN I

17 La polarizzazione inversa mette in moto le cariche minoritarie, che sono poche; la corrente Io che scorre in un diodo polarizzato inversamente è, perciò, molto piccola e quasi sempre viene trascurata; essa cresce allaumentare della temperatura A K V PN Io + -

18 Limiti di funzionamento La corrente che attraversa un diodo polarizzato direttamente non deve superare un certo valore, tipico del dispositivo; altrimenti la potenza che esso dissipa (Pd=I Vak) diventa eccessiva ed esso si brucia per effetto Joule

19 Per limitare la corrente che attraversa il diodo si inserisce, in serie ad esso, una resistenza R che determina una corrente:

20 La polarizzazione inversa non deve superare un certo valore tipico del diodo (la tensione di breakdown); oltrepassata questa tensione, il numero di cariche minoritarie cresce bruscamente e, con esse, la corrente inversa; questo fenomeno, nei diodi normali, è distruttivo

21 Del diodo si danno tre modelli semplificativi Nel primo modello, noto come modello del diodo ideale, si assume che il diodo polarizzato inver- samente sia un tasto aperto (I=0); mentre il diodo polarizzato diret- tamente è considerato un cortocircuito (Vak=0) Vak I

22 Se utilizziamo il 1 o modello Nellanalisi circuitale, il diodo polarizzato direttamente va sostituito con un cortocircuito

23 Mentre, il diodo polarizzato inversamente Nellanalisi circuitale, va sostituito con un circuito aperto

24 Nel secondo modello semplificativo Il diodo polarizzato inversamente è trattato sempre come un tasto aperto Si assume che la caduta di tensione ai capi di un diodo in conduzione rimanga costante al valore di 0.7V I Vak 0.7V

25 Nel secondo modello Il diodo polarizzato inversamente è sempre sostituito da un tasto aperto Il diodo polarizzato direttamente, nellanalisi circuitale, è sostituito da una controbatteria di valore 0.7V

26 Nel terzo modello semplificativo Il diodo polarizzato inversamente è trattato sempre come un tasto aperto Si assume che la caduta di tensione ai capi del un diodo in conduzione cresca poco, ma linearmente con la corrente ( e non esponenzialmente come nella realtà) Vak I 0.7V

27 Nel terzo modello Il diodo polarizzato inversamente è sempre sostituito da un tasto aperto Il diodo polarizzato direttamente, nellanalisi circuitale, è sostituito da una controbatteria di valore 0.7V con in serie la piccola resistenza differenziale del diodo, supposta costante

28 Nei tre modelli Il comportamento del diodo è stato linearizzato a tratti Infatti la sua caratteristica, esponenziale, è stata approssimata ad unaltra costituita da due semirette; una descrive il diodo in polarizzazione inversa (diodo interdetto); laltra descrive il diodo polarizzato direttamente

29 Il punto di funzionamento del diodo È il punto individuato nel piano I-Vak, dalla corrente I che attraversa il diodo, e dalla tensione Vak ai suoi capi Nelle reti in continua il punto di funzionamento Q non cambia posizione nel tempo; perciò viene chiamato punto di riposo

30 Il punto di riposo del diodo Può essere determi- nato analiticamente, applicando uno dei modelli visti, spesso il secondo

31 0ppure può essere determinato graficamente Basta risolvere, per via grafica, il sistema I

32 Osserviamo che la seconda equazione è quella caratteristica del diodo la prima non è altro che il 2 o principio di Kirchoff applicato alla maglia contenente il diodo; essa può essere riscritta nel modo seguente:

33 Notiamo ancora che Il luogo dei punti del piano I/Vak che soddisfano la seconda equazione è la caratteristica del diodo

34 Mentre il luogo dei punti del piano I/Vak che soddisfano la prima equazione, cioè il 2 o principio di Kirchoff è una retta Essa è chiamata retta di carico; il suo coefficiente angolare (o pendenza) è:

35 La retta di carico interseca lasse I nel punto A; questo punto ha Vak=0 e perciò in questo punto I=E/R lasse Vak nel punto B; questo punto ha I=0; perciò, in questo punto Vak=E I Vak A B E/R E

36 Unendo A e B si ottiene La retta di carico nel piano I/Vak, dove troviamo anche la caratteristica del diodo

37 Il punto di riposo Q del diodo deve stare ovviamente sulla caratteristica del dispositivo e anche sulla retta di carico, perché il diodo è inserito in una maglia e il 2 0 K deve essere soddisfatto Il punto di riposo è perciò lintersezione tra la caratteristica e la retta di carico

38 Raddrizzatori A semionda e a onda intera

39 I raddrizzatori a semionda smistano sul carico solo una delle due semionde del segnale di ingresso, bloccando laltra

40 I raddrizzatori ad onda intera smistano sul carico una semionda del segnale di ingresso mentre ribaltano laltra

41 In ogni caso la tensione uscente da un raddrizzatore è unipolare e, perciò, a valor medio diverso da zero. I raddrizzatori sono impiegati, insieme ad altri blocchi, per convertire una tensione ac, come quella di rete, in una tensione continua (dc) utile per alimentare le apparecchiature elettroniche. Essi hanno anche tante altre applicazioni

42 I raddrizzatori spesso sono preceduti da un trasformatore; di solito esso è utilizzato per ridurre la tensione ac di rete (220Vrms, 50Hz) I1I2

43 Le equazioni del trasformatore sono I1I2

44 Osserviamo che n è il rapporto spire del trasformatore la potenza al secondario è uguale a quella a primario, almeno idealmente; in realtà, la potenza al secondario è un po minore di quella a primario I1I2

45 Nel trasformatore con secondario a presa centrale il punto centrale dellavvolgimento secondario è accessibile e, di solito, è posto a massa N2 indica il numero complessivo di spire dellavvolgimento secondario.

46 Le equazioni V2

47 Le forme donda Ai due estremi del secondario troviamo due tensioni uguali in modulo e in opposizione di fase; il picco di ciascuna è la metà del picco di V2

48 Raddrizzatore a semionda E costituito da un diodo e da un carico resistivo Per studiare il comportamento di questo raddrizzatore, e anche di quelli ad onda intera, adotteremo il modello del diodo ideale

49 durante la semionda positiva di V2, il diodo è polarizzato direttamente, quindi è un cortocircuito e, perciò, Vout=V2 + _ V2

50 durante la semionda negativa di V2, il diodo è polarizzato inversamente, quindi è un tasto aperto e, perciò, Vout=0 + _ V2

51 Le forme donda mostrano che la semionda positiva di V2 viene smistata sul carico; il picco di Vout è uguale a quello di V2 (Voutp=V2p); in realtà : Voutp=V2p-0.7V + _

52 E ancora che la semionda negativa di V2 viene bloccata dal diodo interdetto e rimane ai suoi capi come tensione inversa; la massima tensione inversa che deve sopportare il diodo (PIV) coincide con il picco di V2 (PIV=V2p) + _ _ +

53 La tensione di uscita è unipolare periodica, con lo stesso periodo del segnale di ingresso complessa, come mostra lo spettro di Fourier; il suo valor medio in un periodo è

54 In realtà Il picco di Vout è un po più piccolo di quello di V2 perché sul diodo in conduzione rimangono circa 0.7V Il diodo conduce per meno di mezzo periodo; esso, infatti, entra in conduzione e vi rimane, quando V2 supera la soglia di 0.5V Il valor medio in un periodo di Vout è, perciò, un po più piccolo di quello preventivato Durante la semionda negativa, il carico è attraversato dalla corrente inversa del diodo che, essendo molto piccola, determina una caduta trascurabile

55 Raddrizzatore ad onda intera Con secondario a presa centrale V2

56 Questo raddrizzatore utilizza un trasformatore con secondario a presa centrale che fornisce due tensioni Va e Vb uguali in modulo e in opposizione di fase; il picco di ciascuna tensione è la metà del picco della tensione che si stabilisce su tutto il secondario (V2=Vab) due diodi che conducono in controfase

57 Durante la semionda positiva di V2 Va è positiva mentre Vb è negativa; D1 conduce mentre D2 è interdetto; sul cari- co viene smistata la semionda positiva di Va

58 Durante la semionda negativa di V2 Vb è positiva mentre Va è negativa; D2 conduce mentre D1 è interdetto; sul cari- co viene smistata la semionda positiva di Vb

59 La tensione di uscita è unipolare periodica, con periodo metà rispetto a quello del segnale non raddrizzato e, quindi, frequenza doppia complessa; le sue armoniche sono multiple pari della frequenza del segnale originario

60 inoltre

61 In realtà Voutp Vap-0.7V Il valor medio in un periodo di Vout è, perciò, un po meno di quello preventivato

62 Ai capi di ciascun diodo quando è interdetto, cè tutta la tensione del secondario; laltro diodo è, infatti, in conduzione ed è, quindi, quasi un cortocircuito. La massima tensione inversa che deve sopportare ciascun diodo è V2p (PIV=V2p)

63 In sintesi, la tensione Vout: è unipolare (la corrente attraversa il carico sempre nello stesso verso) ha frequenza doppia rispetto al segnale originario ha valor medio Voutdc identico a quello fornito dal raddrizzatore a semionda, a parità di trasformatore ha meno armoniche (la metà), rispetto al segnale raddrizzato a semionda

64 Raddrizzatore ad onda intera A ponte di Graetz

65 Questo raddrizzatore utilizza Due coppie di diodi che conducono in controfase; i quattro diodi realizzano una struttura a ponte.

66 In questo raddrizzatore la tensione di pilotaggio (V 2 =V AB ) è applicata ad una diagonale del ponte la tensione di uscita è prelevata sullaltra diagonale solo una diagonale può avere un punto a massa V2

67 Durante la semionda positiva di V 2 V A è maggiore di V B D1 e D3 sono polarizzati direttamente (anodo verso il +) e sono quasi dei cortocircuiti D2 e D4 sono polarizzati inversamente (anodo verso il -) e si comportano da tasti aperti Vout=V AB =V 2 La corrente scorre nel verso indicato dalle frecce + _

68 Durante la semionda negativa di V 2 V A è minore di V B D1 e D3 sono polarizzati inversamente (anodo verso il -) e si comportano da tasti aperti D2 e D4 sono polarizzati direttamente (anodo verso il +) e sono quasi dei cortocircuiti Vout=V BA =-V 2 la corrente scorre nel verso indicato dalle frecce + _

69 Le forme donda mostrano che Vout è Unipolare (la corrente attraversa il carico sempre nello stesso verso) periodica, con periodo metà rispetto a quello del segnale non raddrizzato e, quindi, frequenza doppia

70 Supponendo i diodi ideali

71 La tensione Vout ha, in realtà, Voutp V 2p -1.4V (luscita è separata dal secondario da due diodi in conduzione) ha, perciò, un valor medio un po minore di quello preventivato è complessa; le sue armoniche sono multiple pari della frequenza del segnale originario

72 Ai capi della coppia di diodi interdetti, cè tutta la tensio- ne del secondario come tensione inversa; laltra coppia è, infatti, in conduzio ne ed è, quindi,quasi un cortocircuito. La massima tensione inversa che deve sopportare ciascun diodo è V2p (PIV=V2p)

73 concludendo Il raddrizzatore a ponte fornisce una componente continua doppia rispetto al raddrizzatore a presa centrale, a parità di trasformatore

74 A parità di componente continua, nel ponte di Graetz il picco di tensione a secondario è metà rispetto a quello richiesto dal raddrizza-tore a presa centrale quindi, il numero di spire a secondario è metà rispetto a quello richiesto dal rad- drizzatore a presa centrale (ciò comporta un minore ingombro) il PIV è la metà

75 Il raddrizzatore filtrato

76 La tensione uscente dai raddrizzatori è unipolare ma non è continua (ha molte armoniche!); per livellarla ulteriormente, si mette un grosso condensatore in parallelo al carico; esso tende a mantenere costante la tensione ai suoi capi

77 Allaccensione il condensatore C è scarico; appena arriva la prima semionda positiva, il diodo entra in conduzione e comincia a caricare il condensatore.

78 Man mano che C si carica il potenziale al catodo va crescendo e Vak va diminuendo; ad un certo punto, il potenziale al catodo (Vout) diventa uguale (o quasi) al picco di V2; a quel punto il diodo si interdice perché Vak è minore della soglia

79 Appena il diodo si interdice il condensatore smette di caricarsi; anzi, comincia a scaricarsi su RL, più o meno rapidamente a secondo del valore del prodotto C R L ; Vout decresce.

80 Quando Vout è diminuito sufficientemente il diodo rientra in conduzione e ricarica velocemente C il diodo si interdice di nuovo C ricomincia a scaricarsi su RL e così via

81 A regime sul carico abbiamo una tensione Vout quasi continua, il cui valore massimo Voutp è circa V 2p ; il valor minimo dipende dalla costante di scarica del condensatore ILILILIL

82 A regime Il diodo rimane interdetto per la gran parte del periodo; esso rientra in conduzione in prossimità del picco positivo di V2, solo per una breve frazione di periodo, per ricaricare C ILILILIL

83 La variazione di tensione V R subita da Vout in un periodo è tanto più piccola quanto più grande è la costante di scarica C R L. A parità di capacità, V R è tanto più piccola quanto più grande è R L, cioè quanto più piccola è la corrente I L assorbita dal carico R L VRVRVRVR ILILILIL

84 Calcoliamo VR VRVRVRVR VRVRVRVR

85 In pratica, Vout è costituita da un livello continuo Voutdc, a cui è sovrapposta unondulazione (ripple) di valore picco picco V R. Se assumiamo che la ricarica del condensa- tore avvenga in un tempo nullo, il ripple ha una forma donda a dente di sega; la sua frequenza è la stessa di quella del segnale raddrizzato VRVR

86 Calcoliamo Voutdc VRVR Voutp V2p

87 In conclusione, il raddrizza- tore filtrato equivale ad un generatore reale di tensione continua che ha: forza elettromotrice E= Voutp resistenza interna (o resistenza di uscita) Rout=1/2fC ILILILIL ILILILIL

88 La resistenza Rout a parità di capacità C, è più piccola nel raddrizzatore filtrato ad onda intera perché la frequenza del segnale raddrizzato è doppia (100Hz)

89 anche londulazione nel raddrizzatore filtrato ad onda intera (traccia blu) è la metà rispetto al raddrizzatore filtrato a semionda (traccia rossa) perché il condensatore viene ricaricato ogni 10msec (e non ogni 20msec come nel raddrizzatore a semionda)

90 A regime, dal ponte esce un impulso di corrente ad ogni 10msec, per ricaricare C iLiLiLiL iPiPiPiP iCiCiCiC

91 Un impulso proviene dalla coppia D1D3 che entra in conduzione ogni 20msec, per un breve intervallo di tempo iLiLiLiL iPiPiPiP ip ic + -

92 Laltro impulso proviene dalla coppia D2D4 che entra in conduzione nel periodo successivo, sempre per un breve intervallo di tempo iLiLiLiL iPiPiPiP ipipipip ipipipip + -

93 Le forme donda evidenziano che la corrente uscente dal ponte è impulsiva con periodo 10msec la corrente che attraversa i diodi è impulsiva con periodo 20msec

94 In base al 1 o K iLiLiLiL iPiPiPiP iCiCiCiC

95 La corrente uscente dal ponte, mediamente in un periodo, proviene per metà dalla coppia D1D3 e per laltra metà dalla coppia D2D4; perciò: I Ldc I Pm I dm

96 La corrente che attraversa ciascun diodo è impulsiva con periodo 20msec; supponendo, per semplicità, che gli impulsi siano rettangolari con altezza IdP e durata TH=0.1T, otteniamo I dP

97 Il diodo Zener è un diodo che, in certe condizioni, può condurre anche quando è polarizzato inversamente

98 La caratteristica I-Vak mostra che quando lo Zener è polarizzato direttamente, esso si comporta come un normale diodo, con tensione di soglia 0.5V Vak Vz

99 Quando lo Zener è polarizzato inversamente esso non conduce, sino a quando la tensione inversa non oltrepassa un certo valore tipico del diodo, la tensione di rottura o di breakdown (Vz) Vak Vz

100 Quando la tensione inversa oltrepassa Vz Il diodo entra bruscamente in conduzione e piccoli incrementi di tensione provocano grandi aumenti di corrente. La tensione ai capi del diodo si stabilizza intorno a Vz Vak Vz

101 Nellanalisi circuitale Lo Zener in conduzione inversa è rimpiazzato da una controbatteria di valore Vz (primo modello) I I

102 Oppure è sostituito da una controbatteria con in serie la piccola resistenza differenziale Rz del diodo, supposta costante (secondo modello) I I

103 Il diodo Zener in conduzione inversa è uno stabilizzatore di tensione; esso è in grado di subire grandi variazioni di corrente, mantenendo costante la tensione ai suoi capi e, quindi, ai capi dellutilizzatore R L posto in parallelo ad esso.

104 Lo Zener viene posto alluscita del raddrizzatore filtrato per ridurre londulazione; infatti, al variare di Vs, varia la corrente assorbita dal diodo ma la tensione ai capi, Vout, resta costante o quasi

105 Le forme donda mostrano che la tensione uscente dal ponte ha un ripple di circa 4V picco-picco la tensione di uscita è praticamente costante a 10V (Vz)

106 La corrente dello Zener non deve scendere al di sotto di Izmin, altrimenti il diodo non stabilizza bene non deve oltrepassare Izmax, altrimenti la potenza dissipata dal diodo supera la massima consentita Izmax Izmin

107 Progettiamo il regolatore a Zener Vsmax Vsmin Is ILIL Iz In base al 1 o K abbiamo:

108 La corrente nello Zener diminuisce molto quando Vs è minima e, nello stesso tempo, R L sta assorbendo la massima corrente I Lmax ; e però deve essere sempre maggiore di I zmin ; cioè: Vsmin I Lmax Iz Is

109 La corrente nello Zener aumenta molto quando Vs è massima e, nello stesso tempo, R L non sta assorbendo corrente (uscita a vuoto); e però deve essere sempre minore di I zmax ; cioè: Vsmax Iz Is

110 In definitiva Rs va scelta in modo che sia soddisfatta la condizione: Vsmax Vsmin Is ILIL Iz

111 Il rivelatore di picco è costituto da un diodo e da un condensatore fornisce una tensione continua il cui valore è uguale al picco della tensione applicata in ingresso, almeno idealmente.

112 Dopo un breve transitorio C si carica al picco di Vin e il diodo si Interdice definitivamente. In realtà, il diodo si blocca quando Vc Vinp-0.5V.

113 Il rivelatore di picco ha molte applicazioni; è usato, tra laltro, nei tester per misurare il picco delle tensioni alternate non riesce a seguire le variazioni in discesa del picco di un segnale AM

114 Il rivelatore di inviluppo è un rivelatore di picco in cui si da al condensatore la possibilità di scaricarsi e di seguire le variazioni in discesa del picco della modulante, di periodo Tm (Tc è il periodo della portante)

115 La resistenza R va scelta in modo che sia CR >>Tc per evitare che C possa scaricarsi apprezzabilmente tra un periodo e laltro della portante CR<

116 Il clamper è un circuito diodo-capacità in cui luscita è prelevata sul diodo, piuttosto che sul condensatore (come nel rivelatore di picco). esso aggancia i picchi positivi (o negativi) di Vin ad un livello di riferimento che spesso è lo zero.

117 A regime Vc=Vinp (o quasi) e perciò: di conseguenza,Vout ha la stessa forma donda di Vin ma è scivolata verso il basso di Vinp i picchi positivi della tensione di uscita vengono agganciati a zero (in realtà a +0.7V circa) + _

118 Se invertiamo il diodo Il clamper aggancia i picchi negativi a zero ( in realtà a -0.7V) scivolando il segnale verso lalto di Vinp; infatti stavolta + -

119 Il duplicatore di tensione è costituito da : un clamper (C 1 D 1 ) che aggancia i picchi negativi di Vin a zero (uscita Vout 1 ) un rivelatore di picco (C 2 D 2 ) che rivela il valore massimo di Vout 1 che, idealmente è 2Vinp (più realisticamente è 2Vinp-2 0.7V)

120 Le forme confermano che a regime, Vout 1 ha i picchi negativi agganciati a zero e valore massimo 20V circa Vout 2 è una tensione continua di valore 20V circa (il doppio di Vinp) Il duplicatore è un caso particolare di moltiplicatore di tensione

121 I moltiplicatori di tensione forniscono una tensione continua il cui valore è un multiplo intero del picco di Vin. Essi sono realizzati alternando un clamper e un rivelatore di picco e vengono usati per pilotare carichi che richiedono tensioni continue elevate e piccole correnti; altrimenti i condensatori si scaricano velocemente.

122 I limitatori di tensione tagliano il segnale al di sopra di un prefissato livello oppure tagliano il segnale al di sotto di un dato livello di riferimento oppure lasciano passare il segnale compreso tra due livelli, tagliando sia quello al disotto che quello al di sopra

123 Nel circuito di figura per VinE, il diodo è polarizzato direttamente; poichè Vak 0 allora Vout E in definitiva, la tensione Vout non può superare il valore E E E

124 Il circuito è, quindi, un limitatore che taglia la parte di segnale al di sopra di E (livello di riferimento); ciò è confermato dalla risposta ad un segnale sinusoidale di picco 20V, che viene cimato quando esso supera il riferimento di 10V

125 In questo altro circuito per VinE, il diodo è interdetto e nella resistenza R non cè caduta di tensione ; perciò Vout=Vin in definitiva, la tensione Vout non può scendere al di sotto del valore E E E

126 Il circuito è, quindi, un limitatore che taglia la parte di segnale al di sotto di E (livello di riferimento); ciò è confermato dalla risposta ad un segnale sinusoidale di picco 20V, che viene cimato quando esso scende al di sotto dell riferimento di 10V

127 Il limitatore a due livelli può essere realizzato mettendo in parallelo due limitatori ad un livello (E2>E1); infatti: per VinE 2, D 1 è OFF mentre D 2 è ON; essendo V ak2 0, Vout E2 E1 E2E1 E2

128 Ciò è confermato dalla risposta ad un segnale sinusoidale di picco 30V che viene cimato per tensioni inferiori a E 1 10V e per tensioni superiori a E 2 20V

129 Un limitatore a due livelli simmetrici può essere ottenuto usando due Zener uguali; infatti: per Vin positivi e maggiori di Vz, D1 entra in conduzione inversa mentre D 2 conduce direttamente e Vout Vz per Vin più negativi di -Vz, D 1 entra in conduzione diretta mentre D2 conduce inversamente e Vout -Vz

130 Per valori di Vin compresi tra –Vz (-10V) e +Vz(+10V), entrambi i diodi sono interdetti ed allora Vout=Vin; ciò è confermato dalla risposta ad un segnale triangolare di picco 20V che viene cimato per tensioni inferiori a E 1 -10V e per tensioni superiori a E 2 +10V


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