La hoja de datos tiene su respuesta en la sección 24.5.2:
El voltaje de referencia para el ADC (VREF) indica la conversión
el rango del ADC. Solo terminó canales que superan VREF será el resultado
en los códigos de cerca de 0x3FF. VREF puede ser seleccionado como AVCC, interna
1.1 V de referencia, o externo pin AREF.
Una referencia de voltaje en un microcontrolador no es el mismo que el de un límite de tensión. El voltaje de referencia (en este caso) es utilizado por el ADC para realizar una comparación, y el microcontrolador parece estar diseñado para permitir que usted exceda de esta cantidad.
Usted nunca desea superar el límite de voltaje (en este caso, que sería AVcc, el ADC analógica de la fuente de alimentación). Los microcontroladores se han incorporado en la protección de los diodos para salvar el pellejo si eso sucede, pero en general, se debe diseñar el circuito externo, de modo que no se supere el límite de tensión. (Esta es una de las mejores prácticas; en algunos casos, uno puede tener razones para ignorar).