На выходную линию ATmega может при аварии подаваться напряжение больше питания, скажем 10 В с током 20-100 мА. В чем больше опасность - в открытом полевике, если его канал будет проводить обратный ток, или в защитном диоде, который в прямом направлении может сгореть? Какой реально втекающий ток можно принять контроллер без аварии по выходу?

Absolute Maximum Ratings*
DC Current per I/O Pin ............................................... 40.0 mA

Если не сгорит весь МК (при выходе из строя защитного диода), то остается высокая вероятность того, что выгорит конкретный пин.
Поэтому в вашем случае лучше попытаться предотвратить аварию внешними цепями.

примерно 20 мА + ток потребления вашей схемы. это ток холостого хода часто используемого стабилизатора 7805. По поводу входных диодов то они защищают только от импульсных помех, а их токовое ограничение обсуждалось где-то сдесь, поищите, вопрос часто задаваемый.
Вообще нужно стараться не подавать напряжение на вход более чем питание, а входной ток ограничивать резисторами.

В защитном диоде который подаст эти 10В на питание МК. Что дальше станется с ATmega - как кому повезет. От полного сгорания до продолжения работы после восстановления напряжения.