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第 15 章：MOSFET 应用
原始标题：Chapter 15. MOSFET Applications: · 来源：https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-15
说明：这是面向学习的中文详注 HTML，不是 ADI 官方中文译本。页面保留原文句子，并在每句下方给出中文译读和术语注释；涉及公式、参数和器件选择时，请回到 ADI 原文与对应数据手册复核。
本章中文详解重写讲义版
第 15 章：MOSFET 应用：模拟开关、斩波与开关电容
中文学习笔记，依据 ADI 原章节 重述并补充工程注释。不是逐句翻译，也不替代 ADI 原文与器件数据手册。
本章定位
本章利用 MOSFET 的可控导通和极低静态栅电流实现模拟开关，再延伸到斩波稳零与开关电容网络。理想开关模型很方便，但电荷注入、时钟馈通和导通电阻非线性决定实际精度。
学习目标
- 能用物理直觉说明主要电路或器件的工作过程。
- 能写出本章核心近似式，并说明近似成立的条件。
- 能识别输入范围、输出余量、功耗、噪声或稳定性中的主要限制。
- 能阅读原理图并完成数量级检查。
原章小节索引
- 15.1 MOSFET as an analog switch
- 15.1.1 Single-type MOSFET switch
- 15.1.2 Complementary (CMOS) type MOSFET switch, Transmission gate
- 15.2 Chopper Stabilized (Auto-Zero) Precision Op Amps
- 15.2.1 Basic Chopper Amplifier
- 15.2.2 Auto-Zero Chopper Stabilized OP AMP
- 15.2.3 Noise Considerations for Chopper Stabilized OP AMPS
- 15.3 Switched Capacitor Circuits
- 15.3.1 The switched capacitor resistor:
- 15.3.2 Example Switched Capacitor Low Pass Filter
- 15.3.3 Switched capacitor differencing circuit
单管 MOS 模拟开关
NMOS 传低电平较强、接近高电平时过驱动减小；PMOS 情况相反。导通电阻随信号电平、供电与温度变化，可能产生失真。
CMOS 传输门
NMOS 与 PMOS 并联并用互补控制，能在更宽信号范围保持较低且较平坦的导通电阻。仍需确保模拟信号位于电源轨和绝对最大额定范围内。
斩波稳零与自动归零
将低频信号调制到较高频率放大，再解调回来，可把放大器的低频失调和 1/f 噪声移出基带。开关动作会产生纹波、尖峰和混叠，需要滤波与布局抑制。
开关电容等效电阻
周期性地让电容在两个节点间搬运电荷，平均电流与电压差成正比，表现为可由电容和时钟频率精确决定的等效电阻。其优势是 IC 中电容比和时钟比易于精确控制。
开关电容滤波与差分取样
开关时序决定采样、积分与电荷转移。非重叠时钟可避免短路通道；采样热噪声、有限建立时间与运放带宽决定最高精度。
核心公式与使用条件
- 开关电容等效：$R_{eq}=1/(f_sC)$
- 每周期搬运电荷：$Q=C\Delta V$
- 采样热噪声均方值近似：$\overline{v_n^2}=kT/C$
公式默认采用理想或一阶模型。用于实际设计前，应补入器件容差、温度范围、频率依赖和数据手册保证值。
常见误区
- 把模拟开关导通电阻当常数。
- 忽略电荷注入和时钟馈通。
- 时钟太快，电荷尚未建立就切换。
设计检查清单
- 先标出所有电压极性、电流方向与直流工作点。
- 验证器件处于假设的工作区，并检查输入/输出合规范围。
- 对最大、最小电源与温度角点重复计算。
- 计算功耗、噪声或带宽时写清单位和积分带宽。
- 用仿真或实验验证瞬态、稳定性及最坏容差。
配图
图 1：选自 ADI 原章节；请结合本章中文解释阅读。
图 2：选自 ADI 原章节；请结合本章中文解释阅读。
图 3：选自 ADI 原章节；请结合本章中文解释阅读。
图 4：选自 ADI 原章节；请结合本章中文解释阅读。
复习题
- 用自己的话说明“单管 MOS 模拟开关”解决的核心问题。
- 针对“开关电容滤波与差分取样”，列出一个计算中必须检查的边界条件。
- 选取本章一幅图，沿信号或能量流向逐节点解释其工作过程。
来源与署名
- 来源：ADI 原章节。
- 原始教材及图片：Analog Devices, Inc.，用于非商业教育学习；保留 ADI 署名。
- 本文中文讲解为重新组织的学习笔记；如与原文或最新数据手册不一致，以原始资料和器件数据手册为准。
原文逐句译读与注释按原站顺序
Chapter 15. MOSFET Applications:MOSFET
原句In this chapter we will be exploring certain applications for MSOFET devices other than as linear amplifier stages.
中文译读本句在说明本章范围：相关基础概念；阅读时应把它当作本章学习路线，而不是孤立结论。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
15.1 MOSFET as an analog switchMOSFET
原句Enhancement mode MOSFET based analog switches use the transistor channel as a low resistance to pass analog signals when on, and as a high impedance when off.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET、阻抗、电阻 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。；阻抗：交流中电压与电流的复数比，包含电阻和电抗。；电阻：耗散能量并限制电流的元件参数。。
原句Signals can flow in either direction across a MOSFET switch.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。。
原句In this application the drain and source of a MOSFET exchange places depending on the voltages of each electrode compared to that of the gate and the direction of current flow.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。。
原句For a simple MOSFET without an integrated diode from source to drain (or the back gate or body terminal tied to the source), the source is the more negative side for an NMOS or the more positive side for a PMOS.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET、二极管 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。；二极管：单向导电非线性器件；实际行为与电流、温度和反向恢复有关。。
原句All of these switches are limited as to what signals they can pass when on or block when off by their gate-source, gate-drain and source-drain voltages, and source-to-drain currents; exceeding these voltage or current limits will potentially damage the switch.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
15.1.1 Single-type MOSFET switchMOSFET
原句This analog switch uses a four-terminal simple, generally enhancement mode, MOSFET of either P or N type.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。。
原句In the case of an N-type switch, the body or back gate terminal is connected to the most negative supply (usually GND in single power supply systems) and the gate is used as the switch control.
中文译读可译为“它可用于/常用于……”。本句强调 电源 的用途，设计时还要检查适用条件和限制。
补充注释电源：为电路提供能量；要同时考虑电压、电流、纹波、瞬态和保护。。
原句Whenever the gate voltage exceeds the source voltage by at least a threshold voltage, the MOSFET conducts.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。。
原句The higher the gate voltage with respect to the source, the lower the resistance of the switch will be.
中文译读逐句译读：这句话围绕 电阻 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释电阻：耗散能量并限制电流的元件参数。。
原句An NMOS switch passes all voltages less than (V<sub>gate</sub>-V<sub>tn</sub>).
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句When the switch is conducting, it typically operates in the linear (or triode) region of operation, since the source and drain voltages will typically be nearly equal.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
图片未下载：university:courses:electronics:text:chptr15_f1.png
原句In the case of a PMOS, the body or back gate is connected to the most positive voltage, and the gate is brought to a lower potential to turn the switch on.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句The PMOS switch passes all voltages higher than (V<sub>gate</sub>+|V<sub>tp</sub>|).
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Threshold voltage (V<sub>tp</sub>) is typically negative in the case of PMOS.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
图片未下载：university:courses:electronics:text:chptr15_f2.png
原句A PMOS switch will have about three times the resistance of an NMOS device of equal dimensions because electrons have about three times the mobility of holes in silicon.
中文译读逐句译读：这句话围绕 电阻 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释电阻：耗散能量并限制电流的元件参数。。
图片未下载：university:courses:electronics:text:chptr15_f3.png
15.1.2 Complementary (CMOS) type MOSFET switch, Transmission gateMOSFET / CMOS
原句This "complementary" or CMOS type of switch uses one PMOS and one NMOS FET to counteract the turn on limitations of the single-type switch.
中文译读逐句译读：这句话围绕 CMOS 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
原句The FETs have their drains and sources connected in parallel, the body of the PMOS is connected to the high potential (V<sub>DD</sub>) and the body of the NMOS is connected to the low potential (GND).
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句To turn the switch on the gate of the PMOS is driven to the low potential and the gate of the NMOS is driven to the high potential.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句For voltages between (V<sub>DD</sub>-V<sub>tn</sub>) and (GND+V<sub>tp</sub>) both FETs conduct the signal, for voltages less than (GND+V<sub>tp</sub>) the NMOS conducts alone and for voltages greater than (V<sub>DD</sub>-V<sub>tn</sub>) the PMOS conducts alone.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
图片未下载：university:courses:electronics:text:chptr15_f4.png
原句The only limits for this switch are the gate-source, gate-drain and source-drain voltage limits for both FETs.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Also, the PMOS is typically three times the width of the NMOS so the switch on resistance will be balanced across the signal voltage.
中文译读逐句译读：这句话围绕 电阻 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释电阻：耗散能量并限制电流的元件参数。。
原句Tri-state circuitry used in digital logic or data buses sometimes incorporates a CMOS MOSFET switch on its output to provide for a low ohmic, full range output when on and a high ohmic, mid-level signal when off.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET、CMOS 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。；CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
原句ADALM1000 Lab Activity 18, CMOS Analog Switches
中文译读逐句译读：这句话围绕 CMOS 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
原句ADALM2000 Lab Activity 18, CMOS Analog Switches
中文译读逐句译读：这句话围绕 CMOS 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
15.2 Chopper Stabilized (Auto-Zero) Precision Op Amps运放
原句For the lowest offset and drift performance, chopper-stabilized ( or auto-zero ) amplifiers may be the best solution.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句The best bipolar amplifiers offer offset voltages of 25 µV and 0.1 µV/ºC drift.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Offset voltages less than 5 µV with practically no measurable offset drift are obtainable by using chopper stabilization techniques, albeit with some penalties.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
15.2.1 Basic Chopper Amplifier本节译题：15.2.1 Basic Chopper Amplifier
原句A basic chopper amplifier circuit is shown in figure 15.2.1 below.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句This is a common example where the CMOS analog switch we just discussed in section 15.1 can be put to good use.
中文译读逐句译读：这句话围绕 CMOS 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
原句When the switches are in the "Z" (auto-zero) position, capacitors C<sub>2</sub> and C<sub>3</sub> are charged to the amplifier input and output offset voltage, respectively.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句When the switches are in the "S" (sample) position, V<sub>IN</sub> is connected to V<sub>OUT</sub> through the path comprised of R<sub>1</sub>, R<sub>2</sub>, C<sub>2</sub>, the amplifier, C<sub>3</sub>, and R<sub>3</sub>.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句The frequency used to chop is usually between a few hundred Hz and several kHz, and it should be noted that because this is a sampling system, the input frequency must be much less than one-half the chopping frequency in order to prevent errors due to aliasing.
中文译读可译为“它可用于/常用于……”。本句强调 该结构 的用途，设计时还要检查适用条件和限制。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句The R<sub>1</sub>-C<sub>1</sub> combination serves as an antialiasing filter.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句It is also assumed that after a steady state condition is reached, there is only a minimal amount of charge transferred during the switching cycles.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句The output "hold" capacitor, C<sub>4</sub>, and the load, R<sub>L</sub>, must be chosen such that there is minimal V<sub>OUT</sub> droop during the auto-zero cycle.
中文译读可译为“必须/需要……”。这是约束条件，通常关系到 安全工作范围、精度或稳定性。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
图片未下载：university:courses:electronics:text:chptr15_f5.png
原句ADALM2000 Lab Activity CMOS Amplifier
中文译读逐句译读：这句话围绕 CMOS 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
15.2.2 Auto-Zero Chopper Stabilized OP AMP运放
原句The basic chopper amplifier of figure 15.2.1 can pass only frequencies lower than one half the chopping frequency because of the input filtering required to prevent aliasing.
中文译读可译为“必须/需要……”。这是约束条件，通常关系到 安全工作范围、精度或稳定性。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句In contrast to this, the chopper-stabilized architecture shown in figure 15.2.2 is most often used in chopper op amp implementations.
中文译读逐句译读：这句话围绕 运放 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释运放：高增益差分放大器；分析时先确认是否处于负反馈线性区。。
图片未下载：university:courses:electronics:text:chptr15_f6.png
原句In this circuit, A<sub>1</sub> is the main amplifier, and A<sub>2</sub> is the nulling amplifier.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Both amplifiers are considered identical and both have an additional Null input terminal.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句In the sample mode (switches in "S" position), the nulling amplifier, A<sub>2</sub>, monitors the input offset voltage of A<sub>1</sub> and drives its output to zero by applying a suitable correcting voltage at A<sub>1</sub>'s Null pin.
中文译读逐句译读：这句话围绕 输入失调电压 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释输入失调电压：等效串在输入端的微小直流误差，会按噪声增益放大到输出。。
原句Note, however, that A<sub>2</sub> also has an input offset voltage, so it must correct its own error before attempting to null A<sub>1</sub>'s offset.
中文译读可译为“必须/需要……”。这是约束条件，通常关系到 输入失调电压。
补充注释输入失调电压：等效串在输入端的微小直流误差，会按噪声增益放大到输出。。
原句This is achieved in the auto-zero mode (switches in "Z" position) by momentarily disconnecting A<sub>2</sub> from A<sub>1</sub>, shorting its inputs together, and coupling its output to its own Null pin.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句During the auto-zero mode, the correction voltage for A<sub>1</sub> is momentarily held by C<sub>1</sub>.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Similarly, C<sub>2</sub> holds the correction voltage for A<sub>2</sub> during the sample mode.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句In integrated IC chopper-stabilized op amps, both amplifiers and the storage capacitors C<sub>1</sub> and C<sub>2</sub> are on a single chip.
中文译读逐句译读：这句话围绕 运放 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释运放：高增益差分放大器；分析时先确认是否处于负反馈线性区。。
原句Note in this architecture that the input signal is always connected to the output, through A<sub>1</sub>.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句The bandwidth of A<sub>1</sub> thus determines the overall signal bandwidth, and the input signal is not limited to less than one-half the chopping frequency as in the case of the traditional chopper amplifier architecture.
中文译读逐句译读：这句话围绕 带宽 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释带宽：满足指定增益/误差条件的频率范围。。
原句However, the switching action does produce small transients at the chopping frequency, that can mix with the input signal frequency and produce intermodulation distortion.
中文译读可译为“但是/然而……”。本句在提醒限制或例外：即使涉及 上述概念，也不能无条件套用前一句结论。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
15.2.3 Noise Considerations for Chopper Stabilized OP AMPS运放 / 噪声
原句It is interesting to consider the effects of a chopper amplifier on low frequency 1/f noise.
中文译读逐句译读：这句话围绕 噪声 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释噪声：电路内部随机扰动；低噪声设计要分清电压噪声、电流噪声和电阻热噪声。。
原句If the chopping frequency is considerably higher than the 1/f corner frequency of the input noise, the chopper-stabilized amplifier continuously nulls out the 1/f noise on a sample-by-sample basis.
中文译读逐句译读：这句话围绕 噪声 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释噪声：电路内部随机扰动；低噪声设计要分清电压噪声、电流噪声和电阻热噪声。。
原句Theoretically, a chopper op amp therefore has no 1/f noise.
中文译读逐句译读：这句话围绕 运放、噪声 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释运放：高增益差分放大器；分析时先确认是否处于负反馈线性区。；噪声：电路内部随机扰动；低噪声设计要分清电压噪声、电流噪声和电阻热噪声。。
原句However, the chopping action produces wideband switching noise which is generally much worse than that of a precision bipolar op amp and would need to be filtered out.
中文译读可译为“但是/然而……”。本句在提醒限制或例外：即使涉及 运放、噪声，也不能无条件套用前一句结论。
补充注释运放：高增益差分放大器；分析时先确认是否处于负反馈线性区。；噪声：电路内部随机扰动；低噪声设计要分清电压噪声、电流噪声和电阻热噪声。。
原句In order to take advantage of the chopper op amp's lack of 1/f noise, much filtering is required, otherwise the total noise of a chopper will always be worse than a good bipolar op amp.
中文译读可译为“必须/需要……”。这是约束条件，通常关系到 运放、噪声。
补充注释运放：高增益差分放大器；分析时先确认是否处于负反馈线性区。；噪声：电路内部随机扰动；低噪声设计要分清电压噪声、电流噪声和电阻热噪声。。
原句Chopper stabilized amplifiers should therefore be used because of their low offset voltage and offset temperature drift, not necessarily because of their lack of 1/f noise.
中文译读逐句译读：这句话围绕 噪声 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释噪声：电路内部随机扰动；低噪声设计要分清电压噪声、电流噪声和电阻热噪声。。
15.3 Switched Capacitor Circuits本节译题：15.3 Switched Capacitor Circuits
原句A switched capacitor is an electronic circuit element used in discrete time signal processing systems.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句It works by transferring charge into and out of a capacitor when switches are opened and closed.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句This is another example where the CMOS analog switch discussed in section 15.1 is used almost exclusively.
中文译读可译为“它可用于/常用于……”。本句强调 CMOS 的用途，设计时还要检查适用条件和限制。
补充注释CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
原句Usually, non-overlapping signals are used to control the switches, often termed Break before Make switching, so that all switches are open for a very short time during the switching transitions.
中文译读可译为“它可用于/常用于……”。本句强调 该结构 的用途，设计时还要检查适用条件和限制。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Discrete time filters implemented with these elements are termed 'switched-capacitor filters'.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Unlike continuous time analog filters, which must be constructed with resistors, capacitors and sometimes inductors whose values are accurately known, switched capacitor filters depend only on the ratios between capacitances and the switching frequency.
中文译读可译为“必须/需要……”。这是约束条件，通常关系到 电容。
补充注释电容：储存电荷的能力；阻抗随频率升高而降低。。
原句This makes them much more suitable for use within integrated circuits, where the accurately specified absolute value of components such as resistors and capacitors are not economical to construct.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
15.3.1 The switched capacitor resistor:本节译题：15.3.1 The switched capacitor resistor:
原句The most basic switched capacitor circuit as illustrated in figure 15.3.1, is the switched capacitor resistor.
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补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句It consists of one capacitor C<sub>1</sub> and two switches S<sub>1</sub> and S<sub>2</sub> which connect the capacitor alternately to the input, V<sub>IN</sub> and the output, V<sub>OUT</sub>.
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原句Each switching cycle transfers a charge ?q from the input to the output at the switching frequency F.
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原句Recall that the charge q on a capacitor C with a voltage V between the plates is given by:
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原句<m>q = CV</m>
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原句Where V is the voltage across the capacitor.
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原句Therefore, when S<sub>1</sub> is closed while S<sub>2</sub> is open, the charge transferred from the input source to C is:
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原句<m>q_IN = C_1V_IN</m>
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原句And when S<sub>2</sub> is closed while S<sub>1</sub> is open, the charge transferred from C<sub>1</sub> to the output is:
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原句<m>q_OUT = C_1 V_OUT</m>
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原句The charge Δq transferred in each cycle is:
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原句<m>Δq = q_OUT - q_IN = C_1 ( V_OUT - V_IN )</m>
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原句Since a charge ?q is transferred at a rate F, the rate of transfer of charge per unit time is:
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原句<m>I = ΔqF</m>
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原句Note that I is used, the symbol for electric current, for this quantity.
中文译读可译为“它可用于/常用于……”。本句强调 该结构 的用途，设计时还要检查适用条件和限制。
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原句This is to demonstrate that a continuous transfer of charge from one node to another is the same as current.
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原句Substituting for Δq in the equation above, we get:
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原句<m>I = C_1 ( V_OUT - V_IN ) F</m>
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原句We define ΔV, the voltage across the circuit from input to output, as:
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原句<m>ΔV = V_OUT - V_IN</m>
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原句We now have a relationship between I and V, which we can rearrange to give an equivalent resistance R:
中文译读逐句译读：这句话围绕 电阻 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释电阻：耗散能量并限制电流的元件参数。。
原句<m>R = V / I = 1 / (C_1 F)</m>
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原句Thus, the circuit behaves like a resistor whose value depends on C<sub>1</sub> and F.
中文译读可译为“结果取决于……”。关键依赖项是 文中列出的参数，不能只看单一典型值。
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原句The Switched Capacitor resistor is often used as a replacement for simple resistors in integrated circuits because it is easier to fabricate reliably with a wide range of values.
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原句It also has the benefit that the equivalent resistor value can be adjusted by changing the switching frequency.
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原句This same circuit can be used in discrete time systems (such as analog to digital converters) as a track and hold circuit.
中文译读可译为“它可用于/常用于……”。本句强调 该结构 的用途，设计时还要检查适用条件和限制。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句During the appropriate clock phase, the capacitor samples the analog voltage through switch one and in the second phase presents this held sampled value to the next part of the electronic system for further processing.
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15.3.2 Example Switched Capacitor Low Pass Filter本节译题：15.3.2 Example Switched Capacitor Low Pass Filter
原句Now we can examine an example circuit using the Switched Capacitor as a resistor.
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原句By adding a second capacitor C<sub>2</sub> across the output of figure 15.3.1, we get the RC low pass circuit shown in figure 15.3.2.
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原句From the previous section we get the equation for the equivalent resistor R:
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原句<m>R_eq = 1 / (C_1 F_clock)</m>
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补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句The 3 dB frequency response of a single pole RC low pass filter is:
中文译读逐句译读：这句话围绕 频率响应 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释频率响应：电路增益和相位随频率变化的关系。。
原句<m>F_3db = 1 / (2πR_eq C_2 )</m>
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原句Substituting the switched capacitor resistor Req in to the frequency response we get:
中文译读逐句译读：这句话围绕 频率响应 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释频率响应：电路增益和相位随频率变化的关系。。
原句<m>F_3db = ( C_1 F_clock ) / ( 2πC_2 )</m>
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补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句So we can see that the 3 dB frequency response is directly related to the clock frequency and the ratio of C<sub>1</sub> to C<sub>2</sub>.
中文译读逐句译读：这句话围绕 频率响应 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释频率响应：电路增益和相位随频率变化的关系。。
原句The following two graphs plot the frequency response for the basic switched capacitor low pass filter from figure 15.3.2 with the value of C<sub>1</sub> equal to 100pF and with the value of C<sub>2</sub> equal to 4.7nF for a C<sub>1</sub> to C<sub>2</sub> ratio of 1 to 47.
中文译读逐句译读：这句话围绕 频率响应 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释频率响应：电路增益和相位随频率变化的关系。。
原句Figure 15.3.3 plots the amplitude vs. frequency response for F<sub>clock</sub> equal to 100 KHz, 200 KHz and 500 KHz.
中文译读逐句译读：这句话围绕 频率响应 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释频率响应：电路增益和相位随频率变化的关系。。
原句Figure 15.3.4 plots the phase vs. frequency for the same three clock frequencies.
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原句Note that the amplitude curve for 200 KHz switching frequency crosses the -5 dB line at exactly twice the input frequency as the 100 KHz curve.
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原句And that the 500 KHz curve crosses at a frequency 2.5 times the frequency of the 200 KHz curve.
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原句ADALM2000 Lab Activity Switched Capacitor Circuits
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15.3.3 Switched capacitor differencing circuit本节译题：15.3.3 Switched capacitor differencing circuit
原句A switched capacitor differential to single ended configuration is shown in figure 15.3.5.
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原句In this circuit capacitor C<sub>1</sub> is charged to the differential voltage applied to V<sub>IN $s$+$s$</sub> and V<sub>IN $s$-$s$</sub> during the first half of the clock cycle when switches S<sub>1</sub> and S<sub>2</sub> are closed as shown in the figure, to position 1.
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原句During the second half of the clock cycle switches S<sub>1</sub> and S<sub>2</sub> are moved to position 2 connecting capacitor C<sub>1</sub> in parallel with capacitor C<sub>2</sub>.
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原句One end of C<sub>2</sub> is connected to ground so that the voltage seen at V<sub>OUT</sub> is referenced to ground and will, in steady state, be equal to V<sub>IN $s$+$s$</sub> - V<sub>IN $s$-$s$</sub>.
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原句The values of capacitors C<sub>1</sub> and C<sub>2</sub> can in general be in any ratio but often they are equal or C<sub>2</sub> is sized to be larger than C<sub>1</sub> depending on the nature of the load the circuit might be required to drive at V<sub>OUT</sub>.
中文译读可译为“必须/需要……”。这是约束条件，通常关系到 安全工作范围、精度或稳定性。
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原句The capacitor used to transfer the input voltage to the output in these circuits is typically known as the "flying capacitor".
中文译读可译为“它可用于/常用于……”。本句强调 该结构 的用途，设计时还要检查适用条件和限制。
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原句Other Flying-Capacitor applications:
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原句In addition to the differential to single ended function we saw in figure 15.3.5, flying capacitor configurations can double the input voltage, triple the voltage, halve the voltage, invert the voltage, fractionally multiply or scale voltages such as x3/2, x4/3, x2/3, etc. and generate arbitrary voltages, depending on the capacitor ratios and circuit topology.
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原句The following are additional useful variations of the flying-capacitor circuit from figure 15.3.5.
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原句The first is a voltage inverter where the output voltage V<sub>OUT</sub> is the negative of V<sub>IN</sub>, V<sub>OUT</sub> = -V<sub>IN</sub> shown in figure 15.3.6.
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补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句Very similar to the first configuration but with what was V<sub>IN $s$-$s$</sub> now connected to ground and ground on the output side now connected to one terminal of S<sub>1</sub> and the now inverted output voltage taken at one terminal of S<sub>2</sub>.
中文译读可译为“但是/然而……”。本句在提醒限制或例外：即使涉及 上述概念，也不能无条件套用前一句结论。
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原句The flying capacitor circuit can also be configured as a precession divide by 2 voltage divider as we see in figure 15.3.7.
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原句During the first half of the clock cycle, with switches S<sub>1</sub> and S<sub>2</sub> in position 1, the two capacitors, C<sub>1</sub> and C<sub>2</sub>, are placed in series across V<sub>IN</sub>.
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原句If C<sub>1</sub> is exactly equal to C<sub>2</sub> then they will act as a voltage divider with V<sub>OUT</sub> equal to one half V<sub>IN</sub>.
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原句This assumes that there was no preexisting charge on either capacitor.
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原句During the second half of the clock cycle when S1 and S2 are in position 2, the two capacitors are connected in parallel.
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原句This will cause the voltage across both capacitors to be equal and thus redistribute any preexisting charge difference to redistribute equally between the two capacitors.
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原句After a few clock cycles the voltage across each capacitor will be equal to each other and equal to one half of V<sub>IN</sub>.
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原句Similarly, the circuit in figure 15.3.7 can be configured as a precession multiply by 2 voltage multiplier as we see in figure 15.3.8.
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原句In this example, capacitor C<sub>1</sub> is charged to V<sub>IN</sub> during the first half clock cycle when switches S<sub>1</sub> and S<sub>2</sub> are in position 1.
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原句During the second half clock cycle when switches S<sub>1</sub> and S<sub>2</sub> are in position 2, the previously grounded end of C<sub>1</sub> is now connected to V<sub>IN</sub>.
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原句The other end of C<sub>1</sub> which was previously connected to V<sub>IN</sub> is now connected to V<sub>OUT</sub>.
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原句Now V<sub>OUT</sub> will be equal to V<sub>IN</sub> plus the V<sub>IN</sub> stored on capacitor C<sub>1</sub> or 2xV<sub>IN</sub>.
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原句Capacitor C<sub>2</sub> will take a few clock cycles to charge up to 2xV<sub>IN</sub> and will serve to store or hold the voltage at V<sub>OUT</sub> at 2xV<sub>IN</sub> while the switches are in position 1, sampling V<sub>IN</sub> onto C<sub>1</sub>.
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原句So far in this section we have been assuming that V<sub>IN</sub> is some varying arbitrary signal which presumably carries some sort of information in a system.
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原句VIN could just as easily be a DC power supply voltage which we wish to scale up or down in voltage to be used elsewhere in the system.
中文译读逐句译读：这句话围绕 电源 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释电源：为电路提供能量；要同时考虑电压、电流、纹波、瞬态和保护。。
原句When used for this application flying capacitor circuits are often called DC/DC converters.
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原句Because we are trying to transfer power from V<sub>IN</sub> to V<sub>OUT</sub> in this application the MOS transistors are much larger to carry higher currents with low on resistance and the capacitors have much higher values to store more charge and deliver it to the load during the half of the clock cycle when charge is not being transferred from the input supply.
中文译读逐句译读：这句话围绕 电阻 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释电阻：耗散能量并限制电流的元件参数。。
原句The basic concept of a capacitor based DC to DC power converter is shown below in figure 15.3.9.
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原句As we said these are often referred to as "flying capacitor" or "charge-pump" DC/DC converters.
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原句The operation alternates between the two configurations shown in figure 15.3.9 which is in effect two copies of the circuit we saw in figure 15.3.8.
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补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句On the left, switches S<sub>1</sub> and S<sub>5</sub> are closed connecting C<sub>1</sub> between ground and V<sub>IN</sub>.
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补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句On the right, switches S<sub>4</sub> and S<sub>8</sub> are closed connecting C<sub>2</sub> between V<sub>IN</sub> and V<sub>OUT</sub>.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句For the half cycle shown capacitor C<sub>1</sub> is charged to the voltage at V<sub>IN</sub> and V<sub>OUT</sub> is the sum of the voltage at V<sub>IN</sub> and the voltage on capacitor C<sub>2</sub>.
中文译读逐句译读：这是一句上下文说明，建议与前后句连读，用来补全本节的概念背景或推导条件。
补充注释学习提示：先确认这句话是在给定义、列条件、还是给结论；电路题里最常见的错误是跳过适用条件直接套公式。
原句For the second half cycle the switches are reversed.
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原句Now with S<sub>2</sub> and S<sub>6</sub> closed C<sub>1</sub> is connected between V<sub>IN</sub> and V<sub>OUT</sub>.
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原句Also switches S<sub>3</sub> and S<sub>7</sub> will now be closed connecting C<sub>2</sub> between ground and V<sub>IN</sub>.
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原句So now we can see that after a few cycles V<sub>OUT</sub>, the voltage across capacitor C<sub>3</sub> will be equal to twice V<sub>IN</sub>.
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原句As you can see the capacitors "fly" back and forth between V<sub>IN</sub> and V<sub>OUT</sub>, thus the name "flying capacitor".
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原句One can also see that what is in effect happening is the charge on capacitors C<sub>1</sub> and C<sub>2</sub> is alternately transferred or pumped onto capacitor C<sub>3</sub> charging it up to two times V<sub>IN</sub>.
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原句This action gives rise to the second "charge pump" name.
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原句We will now replace the ideal switches in the diagram with MOSFET switches.
中文译读逐句译读：这句话围绕 MOSFET 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释MOSFET：绝缘栅场效应晶体管；模拟设计关注 VTH、过驱动、gm、ro 和寄生电容。。
原句The next diagram figure 15.3.10, shows a direct substitution of NMOS ( S<sub>1</sub>,S<sub>3</sub>,S<sub>5</sub>,S<sub>7</sub> ) and PMOS ( S<sub>2</sub>,S<sub>4</sub>,S<sub>6</sub>,S<sub>8</sub> ) devices for the switches in the first diagram.
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原句It can be noted that switches S<sub>1</sub> and S<sub>2</sub> form a complementary pair and take the same form as a CMOS inverter logic gate.
中文译读逐句译读：这句话围绕 逻辑门、CMOS 展开；核心是在说明这些量/结构之间的定义、作用或约束关系。
补充注释逻辑门：实现布尔逻辑的数字电路单元。；CMOS：互补 MOS 技术，静态功耗低，是现代数字/混合信号电路基础。。
原句The other three sets of switches form similar complementary pairs.
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