Почему обычно случается так, что отрицательная шина для микросхем требует большей развязывающей емкости (имеет худшее PSRR), чем положительная шина?

То, что предпосылка в вопросе, кажется, имеет место, можно увидеть из различных источников, в том числе:

• сравнивая таблицы различных клонов LM317 и LM337 (их слишком много, чтобы перечислить, но обычно таблицы для последних рекомендуют более разделить на входе, примерно на порядок больше, чем для первых, например , таблица данных TI для LM317 рекомендует ввод 0,1 мкФ / байпас питания, тогда как тот для LM337 рекомендует 1 мкФ для того же.)
• В связи с вышеизложенным в спецификации TI для uA78xx приведена схема питания с разделенной шиной, в которой развязка для положительного регулятора меньше, чем для отрицательного. Это воспроизведено ниже.

• Аналоговое приложение MT-101 показывает худший PSRR для отрицательного вывода, чем положительный вывод:

Таким образом, вопрос в том, почему эта асимметрия обычно присутствует.

Это верно, потому что LM7815 стабилен с любой выходной емкостью - конденсатор только для того, чтобы уменьшить выходное сопротивление на высоких частотах. Vout исходит от эмиттера NPN проходного транзистора.

LM7915, с другой стороны, выполнен с аналогичным полупроводниковым процессом, но должен производить отрицательное выходное напряжение. Vout приходит от коллектора NPN проходного транзистора. Он не стабилен без большого конденсатора на выходе. Если на отрицательном регуляторе всего 100 нФ, он, вероятно, будет колебаться при некоторых условиях, тогда как положительный регулятор будет в порядке.

LM78xx

LM79xx

Что касается AD8099 , то, вероятно, он связан с (внутренним) компенсационным конденсатором, подключенным к отрицательному источнику питания. Операционные усилители вообще не имеют заземляющих контактов.

Таким образом, любое изменение отрицательного вывода питания относительно «земли» связано с усилителем.

То, что кажется шаблоном, на самом деле происходит от двух совершенно разных коренных причин.

Это происходит потому, что сами полупроводниковые устройства не являются абсолютно симметричными. Устройства, которые используют «дыры» в качестве своих основных носителей заряда (PNP BJT и P-канальные полевые транзисторы), как правило, имеют несколько более низкую производительность, чем соответствующие устройства, использующие электроны. Это проявляется в несколько более медленном времени переключения и более высоких сопротивлениях. Это может быть несколько компенсировано путем увеличения физических размеров определенными способами, но тогда это приводит к более высоким паразитным емкостям.

В случае трехконтактных регуляторов простой подход заключается в том, чтобы просто «инвертировать» схему положительного замысла, чтобы создать отрицательный замысел, поменять местами все полярности напряжения и поменять местами транзисторы NPN и PNP, в том числе для главного проходного транзистора. Тем не менее, это работает настолько плохо, что вместо этого пришлось разрабатывать совершенно другую топологию схемы (использующую в основном NPN-транзисторы), и ее характеристики стабильности также весьма различны.

Для операционных усилителей вам нужно будет взглянуть на внутреннюю схему конкретного устройства, чтобы понять детали.