Warum benötigt die negative Schiene für ICs normalerweise mehr Entkopplungskapazität (hat ein schlechteres PSRR) als die positive Schiene?

Dass die Prämisse in der Frage zu gelten scheint, kann aus verschiedenen Quellen gesehen werden, darunter:

• Beim Vergleich der Datenblätter verschiedener Klone von LM317 und LM337 (zu viele, um sie aufzulisten, aber im Allgemeinen empfehlen die Datenblätter für letztere eine stärkere Entkopplung bei der Eingabe, etwa eine Größenordnung mehr als für die ersteren, z. B. empfiehlt das Datenblatt von TI für LM317 eine Eingabe von 0,1 uF / Versorgungsbypass, während der für LM337 1uF für denselben empfiehlt.)
• In Bezug auf das Obige enthält das TI- Datenblatt für uA78xx ein Schaltplan für die geteilte Schienenstromversorgung, bei dem die Entkopplung für den positiven Regler geringer ist als die des negativen. Dies ist unten wiedergegeben.

• Die analoge Appnote MT-101 zeigt ein schlechteres PSRR für den negativen Pin als für den positiven Pin:

Die Frage ist also, warum diese Asymmetrie normalerweise vorhanden ist.

Dies ist richtig, da der LM7815 mit jeder Ausgangskapazität stabil ist - der Kondensator ist nur dazu da, die Ausgangsimpedanz bei hohen Frequenzen zu reduzieren. Vout kommt vom Emitter des NPN-Durchgangstransistors.

Der LM7915 hingegen wird mit einem ähnlichen Halbleiterprozess hergestellt, muss jedoch eine negative Ausgangsspannung erzeugen. Vout kommt vom Kollektor des NPN-Durchgangstransistors. Es ist nicht stabil ohne einen größeren Kondensator am Ausgang. Mit nur 100 nF am negativen Regler wird es wahrscheinlich unter bestimmten Bedingungen schwingen, während der positive Regler in Ordnung ist.

LM78xx

LM79xx

Was den AD8099 betrifft , hat dies wahrscheinlich damit zu tun, dass der (interne) Kompensationskondensator an die negative Versorgung angeschlossen ist. Operationsverstärker haben im Allgemeinen keine Erdungsstifte.

Daher wird jede Änderung des negativen Versorgungsstifts relativ zu "Masse" mit dem Verstärker gekoppelt.

Was als Muster erscheint, hat tatsächlich zwei ganz unterschiedliche Ursachen.

Dies liegt daran, dass Halbleiterbauelemente selbst nicht perfekt symmetrisch sind. Geräte, deren primäre Ladungsträger "Löcher" sind (PNP-BJTs und P-Kanal-FETs), weisen im Allgemeinen eine geringfügig geringere Leistung auf als die entsprechenden Geräte, die Elektronen verwenden. Dies äußert sich in etwas langsameren Schaltzeiten und höheren Widerständen. Dies kann durch Vergrößerung der physikalischen Abmessungen auf bestimmte Weise etwas ausgeglichen werden, führt dann aber zu höheren parasitären Kapazitäten.

Im Fall der 3-poligen Regler wäre der einfache Ansatz, einfach die Schaltung des positiven Designs zu "invertieren", um das negative Design zu erzeugen, alle Spannungspolaritäten umzukehren und NPN- und PNP-Transistoren durchgehend auszutauschen. einschließlich für den Hauptdurchgangstransistor. Dies funktioniert jedoch so schlecht, dass stattdessen eine völlig andere Schaltungstopologie (hauptsächlich mit NPN-Transistoren) entwickelt werden musste und auch die Stabilitätseigenschaften sehr unterschiedlich sind.

Für die Opamps müssten Sie sich das interne Schema des jeweiligen Geräts ansehen, um die Details zu verstehen.