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

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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.

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

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

Efervescer
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Respostas:

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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.

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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.

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LM78xx insira a descrição da imagem aqui

LM79xx insira a descrição da imagem aqui


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.

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

Spehro Pefhany
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+1 para o limite de compensação entre algum lugar e Vss. Eu pensei que você normalmente deveria precisar de compensação para dois estágios de amplificação, para que a tampa esteja conectada entre os dois nós de baixo imp associado aos estágios. E por que você não pode dividir o limite entre Vdd e Vss? A área seria praticamente a mesma, talvez alguns psrr 'gerais' abaixem?
31515 Vladimir Cravero
É raro ver esquemas completos dos amplificadores operacionais modernos. No LM324, parece que ele pode ver mais Vcc, mas o PSRR não é especificado separadamente para positivo e negativo.
Spehro Pefhany
Essa foi uma das respostas mais esclarecedoras que já li há muito tempo. Obrigado por adicionar curiosidades de alta qualidade à minha cabeça já cheia. Eu quase suspeitei o motivo do vReg, mas o motivo do OpAmp é sutil.
precisa saber é o seguinte
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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.

Dave Tweed
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