¿Por qué suele darse el caso de que el riel negativo para ICs necesite más capacitancia de desacoplamiento (tiene peor PSRR) que el riel positivo?


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Que la premisa en la pregunta parece mantenerse puede verse en varias fuentes, que incluyen:

  • comparando las hojas de datos de varios clones de LM317 y LM337 (demasiadas para enumerar, pero generalmente las hojas de datos para este último recomiendan más desacoplamiento en la entrada, aproximadamente un orden de magnitud más que para el primero, por ejemplo, la hoja de datos de TI para LM317 recomienda una entrada de 0.1uF / bypass de suministro, mientras que el de LM337 recomienda 1uF para lo mismo).
  • En relación con lo anterior, la hoja de datos de TI para uA78xx tiene un esquema de suministro de energía de riel dividido donde el desacoplamiento para el regulador positivo es menor que el negativo. Esto se reproduce a continuación.

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  • la nota analógica MT-101 muestra peor PSRR para el pin negativo que el pin positivo:

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Entonces la pregunta es por qué esta asimetría suele estar presente.

Respuestas:


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Esto es cierto porque el LM7815 es estable con cualquier capacitancia de salida: el capacitor está allí para reducir la impedancia de salida a altas frecuencias. Vout proviene del emisor del transistor de paso NPN.

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El LM7915, por otro lado, está hecho con un proceso semiconductor similar pero tiene que producir un voltaje de salida negativo. Vout proviene del colector del transistor de paso NPN. Es no estable sin un condensador son más bien tirando en la salida. Con solo 100nF en el regulador negativo, es probable que oscile bajo ciertas condiciones, mientras que el regulador positivo estará bien.

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LM79xx ingrese la descripción de la imagen aquí


En lo que respecta al AD8099 , probablemente tenga que ver con el condensador de compensación (interno) conectado al suministro negativo. Los amplificadores operacionales no tienen pines de tierra en general.

Por lo tanto, cualquier cambio del pin de suministro negativo en relación con 'tierra' está acoplado al amplificador.

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Lo que parece ser un patrón es en realidad de dos causas muy diferentes.


+1 para el límite de compensación entre algún lugar y Vss. Pensé que normalmente debería necesitar una compensación para los amplificadores de dos etapas, por lo que la tapa está conectada entre los dos nodos de baja imp asociado con las etapas. Y por cierto, ¿por qué no puedes dividir el límite entre Vdd y Vss? El área sería más o menos la misma, ¿quizás algunos psrr 'generales' bajen?
Vladimir Cravero

Es raro ver esquemas completos en los amplificadores operacionales modernos. En el LM324 parece que podría ver más Vcc, pero PSRR no se especifica por separado para positivo y negativo.
Spehro Pefhany

Esta fue una de las respuestas más esclarecedoras que he leído en mucho tiempo. Gracias por agregar trivia de alta calidad a mi cabeza ya llena. Casi sospeché la razón de la vReg, pero la razón de OpAmp es sutil.
KalleMP

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Ocurre porque los dispositivos semiconductores en sí mismos no son perfectamente simétricos. Los dispositivos que dependen de los "agujeros" como sus principales portadores de carga (PNP BJT y FET de canal P) generalmente tienen un rendimiento ligeramente menor que los dispositivos correspondientes que usan electrones. Esto se manifiesta como tiempos de conmutación ligeramente más lentos y resistencias más altas. Esto puede compensarse de alguna manera aumentando las dimensiones físicas de ciertas maneras, pero luego esto conduce a capacidades parasitarias más altas.

En el caso de los reguladores de 3 terminales, el enfoque simple sería simplemente "invertir" el circuito del diseño positivo para crear el diseño negativo, invirtiendo todas las polaridades de voltaje e intercambiando los transistores NPN y PNP en todas partes, incluso para el transistor de paso principal. Sin embargo, esto funciona tan mal que tuvo que desarrollarse una topología de circuito completamente diferente (utilizando principalmente transistores NPN), y sus características de estabilidad también son bastante diferentes.

Para los opamps, tendrías que mirar el esquema interno del dispositivo específico para entender los detalles.

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