Por que geralmente o trilho negativo para ICs precisa de mais capacitância de desacoplamento (com PSRR pior) do que o trilho positivo?

Que a premissa na questão parece se sustentar pode ser vista de várias fontes, incluindo:

• comparar as planilhas de dados de vários clones do LM317 e LM337 (muitos para listar, mas geralmente as planilhas de dados para este último recomendam mais desacoplamento na entrada, cerca de uma ordem de magnitude maior que a anterior, por exemplo, a folha de dados da TI para o LM317 recomenda entrada de 0,1uF / bypass de alimentação, enquanto o do LM337 recomenda 1uF para o mesmo.)
• relacionado ao exposto acima, a folha de dados da TI para o uA78xx possui um esquema de fonte de alimentação de trilho dividido em que o desacoplamento do regulador positivo é menor que o do negativo. Isto é reproduzido abaixo.

• a nota analógica MT-101 mostra pior PSRR para o pino negativo do que o pino positivo:

Portanto, a questão é por que essa assimetria geralmente está presente.

Isso é verdade porque o LM7815 é estável com qualquer capacitância de saída - o capacitor está lá apenas para reduzir a impedância de saída em altas frequências. Vout vem do emissor do transistor de passagem NPN.

O LM7915, por outro lado, é fabricado com um processo semicondutor semelhante, mas precisa produzir uma tensão de saída negativa. Vout vem do coletor do transistor de passagem NPN. É não estável sem um capacitor largeish na saída. Com apenas 100nF no regulador negativo, provavelmente oscilará sob algumas condições, enquanto o regulador positivo ficará bem.

LM78xx

LM79xx

No que diz respeito ao AD8099 , provavelmente tem a ver com o capacitor de compensação (interno) conectado à fonte negativa. Os amplificadores operacionais geralmente não possuem pinos de aterramento.

Portanto, qualquer alteração do pino de alimentação negativo em relação ao 'terra' é acoplada ao amplificador.

O que parece ser um padrão é, na verdade, de duas causas-raiz bem diferentes.

Isso ocorre porque os dispositivos semicondutores em si não são perfeitamente simétricos. Dispositivos que dependem de "orifícios" como seus principais portadores de carga (PNP BJTs e FETs de canal P) geralmente apresentam desempenho ligeiramente inferior ao dos dispositivos correspondentes que usam elétrons. Isso se manifesta como tempos de comutação um pouco mais lentos e resistências mais altas. Isso pode ser compensado um pouco, aumentando as dimensões físicas de certas maneiras, mas isso leva a capacitâncias parasitárias mais altas.

No caso dos reguladores de 3 terminais, a abordagem simplista seria simplesmente "inverter" o circuito do projeto positivo para criar o projeto negativo, revertendo todas as polaridades de tensão e trocando os transistores NPN e PNP, inclusive para o transistor de passagem principal. No entanto, isso funciona tão mal que uma topologia de circuito completamente diferente (usando principalmente transistores NPN) teve que ser desenvolvida e suas características de estabilidade também são bastante diferentes.

Para os opamps, você precisaria olhar o esquema interno do dispositivo específico para entender os detalhes.