Perché di solito il binario negativo per i circuiti integrati ha bisogno di più capacità di disaccoppiamento (ha un PSRR peggiore) rispetto al binario positivo?

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Che la premessa nella domanda sembra valere può essere vista da varie fonti, tra cui:

confrontando i fogli di dati di vari cloni di LM317 e LM337 (troppi da elencare, ma generalmente i fogli di dati per questi ultimi raccomandano un maggiore disaccoppiamento sull'input, circa un ordine di grandezza in più rispetto al primo, ad es. il foglio di TI per LM317 raccomanda input 0.1uF / bypass di alimentazione, mentre quello per LM337 raccomanda 1uF per lo stesso.)
in relazione a quanto sopra, la scheda tecnica TI per uA78xx ha uno schema di alimentazione a binario diviso in cui il disaccoppiamento per il regolatore positivo è inferiore a quello negativo. Questo è riprodotto di seguito.

l'appnote analogico MT-101 mostra una PSRR peggiore per il pin negativo rispetto al pin positivo:

Quindi la domanda è: perché questa asimmetria è solitamente presente.

power-supply decoupling-capacitor

— effervescenza
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Questo è vero perché l'LM7815 è stabile con qualsiasi capacità di uscita - il condensatore è proprio lì per ridurre l'impedenza di uscita alle alte frequenze. Vout proviene dall'emettitore del transistor di passaggio NPN.

L'LM7915, d'altra parte, è realizzato con un processo simile a semiconduttore ma deve produrre una tensione di uscita negativa. Vout proviene dal collettore del transistor pass NPN. È non stabile senza un condensatore largeish sull'uscita. Con solo 100nF sul regolatore negativo, oscillerà probabilmente in alcune condizioni, mentre il regolatore positivo andrà bene.

LM78xx

LM79xx

Per quanto riguarda l' AD8099 , probabilmente ha a che fare con il condensatore di compensazione (interno) collegato all'alimentazione negativa. Gli amplificatori operazionali non hanno pin di massa in genere.

Pertanto, qualsiasi modifica del pin di alimentazione negativo rispetto a "massa" è accoppiata all'amplificatore.

Quello che sembra essere uno schema proviene in realtà da due cause alla radice piuttosto diverse.

— Spehro Pefhany
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+1 per il limite di compensazione tra da qualche parte e Vss. Ho pensato che di solito avresti bisogno di una compensazione per due amplificatori a due stadi, quindi il cappuccio è collegato tra i due nodi a basso impatto associati agli stadi. E a proposito, perché non riesci a dividere il limite tra Vdd e Vss? L'area sarebbe più o meno la stessa, forse un po 'di psrr "complessivo" si abbassa?

— Vladimir Cravero,

Raro vedere schemi completi sui moderni amplificatori operazionali. Sull'LM324 sembra che potrebbe vedere più Vcc, ma PSRR non è specificato separatamente per positivo e negativo.

— Spehro Pefhany,

Questa è stata una delle risposte più illuminanti che ho letto da molto tempo. Grazie per aver aggiunto curiosità di alta qualità alla mia già piena testa. Ho quasi sospettato il motivo del vReg, ma il motivo OpAmp è sottile.

— KalleMP,

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Si verifica perché gli stessi dispositivi a semiconduttore non sono perfettamente simmetrici. I dispositivi che fanno affidamento sui "buchi" come loro portatori di carica primari (PNP BJT e FET a canale P) hanno generalmente prestazioni leggermente inferiori rispetto ai corrispondenti dispositivi che utilizzano elettroni. Ciò si manifesta con tempi di commutazione leggermente più lenti e resistenze più elevate. Ciò può essere in qualche modo compensato aumentando le dimensioni fisiche in alcuni modi, ma ciò porta a capacità parassitarie più elevate.

Nel caso dei regolatori a 3 terminali, l'approccio semplice sarebbe semplicemente quello di "invertire" il circuito del design positivo al fine di creare il design negativo, invertendo tutte le polarità di tensione e scambiando transistor NPN e PNP, anche per il transistor pass principale. Tuttavia, questo funziona così male che è stata invece sviluppata una topologia di circuito completamente diversa (utilizzando principalmente transistor NPN) e anche le sue caratteristiche di stabilità sono abbastanza diverse.

Per gli opamp, dovresti guardare lo schema interno del dispositivo specifico per capire i dettagli.

— Dave Tweed
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