Dlaczego zwykle zdarza się, że szyna ujemna dla układów scalonych wymaga większej pojemności odsprzęgającej (ma gorszy PSRR) niż szyna dodatnia?


10

To, że przesłanka zawarta w pytaniu wydaje się potwierdzać, można zobaczyć z różnych źródeł, w tym:

  • porównywanie arkuszy danych różnych klonów LM317 i LM337 (zbyt wiele, by je wymienić, ale ogólnie arkusze danych dla tych drugich zalecają więcej oddzielania na wejściu, o rząd wielkości więcej niż dla pierwszego, np . arkusz danych TI dla LM317 zaleca wejście 0,1 uF / obejście zasilania, podczas gdy ten dla LM337 zaleca 1uF dla tego samego.)
  • w związku z powyższym arkusz danych TI dla uA78xx ma schemat zasilania z dzieloną szyną, gdzie odsprzęganie regulatora dodatniego jest mniejsze niż ujemnego. To jest odtworzone poniżej.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

  • analogowa aplikacja MT-101 pokazuje gorszy PSRR dla pinu ujemnego niż pinu dodatniego:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Pytanie brzmi, dlaczego ta asymetria jest zwykle obecna.

Odpowiedzi:


13

Jest to prawda, ponieważ LM7815 jest stabilny przy dowolnej pojemności wyjściowej - kondensator jest właśnie tam, aby zmniejszyć impedancję wyjściową przy wysokich częstotliwościach. Vout pochodzi z emitera tranzystora przejściowego NPN.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Z drugiej strony LM7915 jest wykonany z podobnym procesem półprzewodnikowym, ale musi wytwarzać ujemne napięcie wyjściowe. Vout pochodzi z kolektora tranzystora przejściowego NPN. To nie stabilny bez kondensatora largeish na wyjściu. Mając tylko 100nF na regulatorze ujemnym, prawdopodobnie oscyluje w pewnych warunkach, podczas gdy regulator dodatni będzie w porządku.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

LM78xx wprowadź opis zdjęcia tutaj

LM79xx wprowadź opis zdjęcia tutaj


Jeśli chodzi o AD8099 , prawdopodobnie ma to związek z (wewnętrznym) kondensatorem kompensacyjnym podłączonym do zasilania ujemnego. Wzmacniacze operacyjne nie mają ogólnie styków uziemiających.

Tak więc każda zmiana ujemnego styku zasilającego w stosunku do „masy” jest sprzężona ze wzmacniaczem.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

To, co wydaje się być wzorcem, pochodzi z dwóch zupełnie różnych przyczyn.


+1 za ograniczenie rekompensaty pomiędzy gdzieś a Vss. Pomyślałem, że zwykle potrzebujesz kompensacji dla wzmacniaczy dwustopniowych, więc czapka jest połączona między dwoma węzłami o niskiej imp, związanymi ze stopniami. A przy okazji, dlaczego nie możesz podzielić limitu między Vdd i Vss? Obszar byłby prawie taki sam, może jakieś „ogólne” psrr obniży?
— Vladimir Cravero

Rzadko można zobaczyć pełne schematy współczesnych wzmacniaczy operacyjnych. Na LM324 wygląda na to, że może widzieć więcej Vcc, ale PSRR nie jest osobno określony dla dodatniego i ujemnego.
— Spehro Pefhany

To była jedna z najbardziej pouczających odpowiedzi, jakie czytałem od dłuższego czasu. Dziękuję za dodanie wysokiej jakości ciekawostek do mojej już pełnej głowy. Prawie podejrzewałem powód vReg, ale powód OpAmp jest subtelny.
— KalleMP,

6

Dzieje się tak, ponieważ same urządzenia półprzewodnikowe nie są idealnie symetryczne. Urządzenia, które opierają się na „dziurach” jako swoich pierwotnych nośnikach ładunku (PNP BJT i ​​FET z kanałem P), generalnie mają nieco niższą wydajność niż odpowiednie urządzenia wykorzystujące elektrony. Przejawia się to jako nieco wolniejsze czasy przełączania i wyższe rezystancje. Można to nieco zrównoważyć, zwiększając wymiary fizyczne w pewien sposób, ale prowadzi to do wyższych pojemności pasożytniczych.

W przypadku regulatorów 3-końcowych prostym podejściem byłoby po prostu „odwrócenie” obwodu konstrukcji dodatniej w celu stworzenia konstrukcji ujemnej, odwrócenie wszystkich polaryzacji napięcia i zamiana tranzystorów NPN i PNP na całej długości, w tym dla tranzystora głównego przejścia. Działa to jednak tak źle, że zamiast tego należało opracować zupełnie inną topologię obwodu (wykorzystującą głównie tranzystory NPN), a jego charakterystyki stabilności są również całkiem różne.

W przypadku opamps należy spojrzeć na wewnętrzny schemat konkretnego urządzenia, aby zrozumieć szczegóły.

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.