Se il diodo D risulta interdetto, la rete di retroazione contiene soltanto la resistenza R₂. Il guadagno dell'amplificatore è:

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Il diodo entra in conduzione quando la tensione ai suoi capi supera la tensione di soglia Vg . La tensione ai capi del diodo coincide con la tensione del punto A rispetto massa (il catodo del diodo è a massa virtuale). La tensione V_A è dovuta alle due cause V_o e - V_cc.

Applicando il principio di sovrapposizione degli effetti, si ha:

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Quando il diodo entra in conduzione. Ciò avverrà per una tensione V_oS che rappresenta la tensione d'uscita alla quale inizia la limitazione:

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Affinché la tensione d'uscita V_o assuma il valore V_oS, quella d'ingresso V_i deve assumere il valore V_iS che deve soddisfare alla condizione:

Quando il diodo D è in conduzione, la rete di retroazione, considerando il diodo un cortocircuito, contiene come resistenza di retroazione il parallelo di R₂ e R₃. Quindi il guadagno risulta:

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Si ha una diminuzione del guadagno (variazione della pendenza della transcaratteristica) tanto più accentuata quanto più il valore di R₃ è piccolo rispetto a R₂. Questo circuito limita la sola uscita positiva. Per ottenere una doppia limitazione, sia sulla parte positiva sia su quella negativa del segnale d'uscita, si può utilizzare il seguente circuito.

Si aggiunge al precedente circuito il limitatore anche per la parte negativa di V_o, che è antisimmetrico rispetto al precedente.