Problema: stabilire i campi di valori di Vi per la conduzione dei diodi.
Affinchè un diodo sia ON bisogna considerare il ramo che contiene il diodo (le fem che agiscono nel ramo e le tensioni agli estremi del ramo) ed imporre che la somma delle tensioni che favoriscono la conduzione sia superiore alla somma delle tensioni che la sfavoriscono.
Nel caso a) si ha:
D1 On se: Vi+E3>E4+E2
quindi Vi>E4+E2-E3
E4 potrebbe rappresentare la tensione di soglia del diodo D1.
Nel caso b) in cui Vo è tensione del nodo rispetto al riferimento (tensione ad un estremo del ramo) si ha:
D1 On se: Vi >E4+Vo
D2 ON se 0>E5+Vo; Vo<-E5
Infatti Vo positiva sfavorisce la conduzione di entrambi i diodi.
Quindi le soglie di Vi non sono immediate da ricavare e bisogna considerare anche Vo!
Procedendo con Vi molto elevato risulta D1 ON e D2 OFF. Questa ipotesi è valida se sono valide entrambe le condizioni:
Vo>-E5 (D2 OFF)
Vi>E4+E2-E3 (con D2 OFF, D1 ON è inserito in un solo ramo)
Bisogna ricavare il legame tra Vi e Vo (ad es. con Millman) e rappresentare la retta sulla transcaratteristica.
Al diminuire di Vi una delle due condizioni decade per prima e bisogna cambiare modello al relativo diodo.
Si ricava un nuovo legame tra Vo e Vi, cioè una nuova retta: è fondamentale che la nuova retta passi per il precedente punto di soglia limite. Questo perchè la transcaratteristica è continua.
ES. Rappresentare la transcaratteristica supponendo i diodi ideali.
a) Con V3>>0 D1 ON. Quindi V1=0V e D2 ON. Si conclude che V6=0V (seguendo il percorso dei diodi).
b) Con V3<<0 D1 OFF e D2 ON. Applicando ad es. Millman si ricava facilmente V6=V3/2 +5.
Risulta V1=V6 quindi la tensione ai capi di D1 coincide con V6
c) Dal caso precedente aumentando progressivamente V3, anche V1 aumenta e appena V1 raggiunge 0V il diodo D1 entra in conduzione: si ritorna al caso a).
Riassumendo si ha:
Il grafico mostra la transcaratteristica simulata con Multisim.
La relazione V1=V6 non è valida perchè bisogna considerare la caduta su D2.
Nel caso in cui entrambi i diodi conducono, la tensione di uscita non è nulla e vale la somma delle cadute sui diodi ed aumenta leggermente all'aumentare di V3 a causa della resistenza dei diodi.
nell'intervallo V3<-10V il segnale passa in uscita, ma risulta attenuato (m=0,5) e traslato di +5V.
nell'intervallo V3>-10V l'uscita è nulla.
Quindi il circuito si comporta da limitatore a singola soglia superiore; è poco efficiente perchè, oltre ad attenuare molto, presenta solo due tratti (realizzabile con un solo diodo).