专业英语部分课文翻译(整理版)

UNIT 1A 电路电路或电网络由以某种方式连接的电阻器、电感器和电容器等元件组成。

如果网络不包含能源，如电池或发电机，那么就被称作无源网络。

换句话说，如果存在一个或多个能源，那么组合的结果为有源网络。

在研究电网络的特性时，我们感兴趣的是确定电路中的电压和电流。

因为网络由无源电路元件组成，所以必须首先定义这些元件的电特性.就电阻来说，电压-电流的关系由欧姆定律给出，欧姆定律指出：电阻两端的电压等于电阻上流过的电流乘以电阻值。

在数学上表达为: u=iR (1-1A-1)式中 u=电压，伏特；i =电流，安培；R = 电阻，欧姆。

纯电感电压由法拉第定律定义，法拉第定律指出：电感两端的电压正比于流过电感的电流随时间的变化率。

因此可得到：U=Ldi/dt 式中 di/dt = 电流变化率，安培/秒； L = 感应系数，享利。

电容两端建立的电压正比于电容两极板上积累的电荷q 。

因为电荷的积累可表示为电荷增量dq的和或积分，因此得到的等式为 u= ，式中电容量C是与电压和电荷相关的比例常数。

由定义可知，电流等于电荷随时间的变化率，可表示为i = dq/dt。

因此电荷增量dq 等于电流乘以相应的时间增量，或dq = i dt，那么等式 (1-1A-3) 可写为式中 C = 电容量，法拉。

归纳式(1-1A-1)、(1-1A-2) 和 (1-1A-4)描述的三种无源电路元件如图1-1A-1所示。

注意，图中电流的参考方向为惯用的参考方向，因此流过每一个元件的电流与电压降的方向一致。

有源电气元件涉及将其它能量转换为电能，例如，电池中的电能来自其储存的化学能，发电机的电能是旋转电枢机械能转换的结果。

有源电气元件存在两种基本形式：电压源和电流源。

其理想状态为：电压源两端的电压恒定，与从电压源中流出的电流无关。

因为负载变化时电压基本恒定，所以上述电池和发电机被认为是电压源。

另一方面，电流源产生电流，电流的大小与电源连接的负载无关。

虽然电流源在实际中不常见，但其概念的确在表示借助于等值电路的放大器件，比如晶体管中具有广泛应用。

电压源和电流源的符号表示如图1-1A-2所示。

分析电网络的一般方法是网孔分析法或回路分析法。

应用于此方法的基本定律是基尔霍夫第一定律，基尔霍夫第一定律指出：一个闭合回路中的电压代数和为0，换句话说，任一闭合回路中的电压升等于电压降。

网孔分析指的是：假设有一个电流——即所谓的回路电流——流过电路中的每一个回路，求每一个回路电压降的代数和，并令其为零。

考虑图1-1A-3a 所示的电路，其由串联到电压源上的电感和电阻组成，假设回路电流i ，那么回路总的电压降为因为在假定的电流方向上，输入电压代表电压升的方向，所以输电压在（1-1A-5）式中为负。

因为电流方向是电压下降的方向，所以每一个无源元件的压降为正。

利用电阻和电感压降公式，可得等式(1-1A-6)是电路电流的微分方程式。

或许在电路中，人们感兴趣的变量是电感电压而不是电感电流。

正如图1-1A-1指出的用积分代替式(1-1A-6)中的i，可得1-1A-7UNIT 3A 逻辑变量与触发器逻辑变量我们讨论的双值变量通常叫做逻辑变量，而象或和与这样的操作被称为逻辑操作。

现在我们将简要地讨论一下这些术语之间的关联，并在此过程中，阐明用标示“真”和“假”来识别一个变量的可能值的特殊用途。

举例说明，假设你和两个飞行员在一架空中航行的飞机中，你在客舱中，而飞行员A和 B在驾驶员座舱中。

在某一时刻，A来到了你所在的客舱中，你并不担心这种变化。

然而，假设当你和A 在客舱时，你抬头发现B 也已经来到了你所在的客舱中。

基于你的逻辑推理能力，你将会推断飞机无人驾驶；并且，大概你已听到了警报，以致使驾驶员之一将迅速对此紧急情况作出响应。

换句话说，假设每一位飞行员座位下面有一个电子装置，当座位上有人时，其输出电压为V1，当座位上无人时，其输出电压为V2。

现在我们用“真”来代表电压V2，从而使电压V1表示“假”。

让我们进一步制作一个带有两个输入端和一个输出端的电路，此电路的特性是：只要两个输入，即一个输入同时和另一个输入相与，结果为V2时，输出电压才是V2。

否则，输出是V1。

最后，让我们把输入和飞行员A 和B 座位下的装置联结起来，并安装一个与输出Z相连的警铃，当输出是V2 (“真”)时响应，否则不响应。

这样，我们已创建了一个执行与操作的电路，这个电路能完成当两个驾驶员确实都离开驾驶舱时飞机是无人驾驶的逻辑推断。

概括一下，情形如下：符号A、B和Z 代表命题A =飞行员A已离开座位为真（T）B = 飞行员B已离开座位为真（T）Z = 飞机无人驾驶，处于危险状况时为真（T）当然，、和分别代表相反的命题。

例如，代表的命题是当飞行员离开驾驶舱等时为假（F），以此类推。

命题间的关系可写为 Z=AB (1-3A-1)我们已经选择用电压来表示逻辑变量A、 B和Z 。

但是必须注意，实际上式 (1-3A-1) 是命题间的关系，与我们选择的表示命题的确切方式无关，甚至可以说与我们具有的任何物理表示形式无关。

式(1-3A-1) 指出，如果命题A 和B都为真，那么命题Z就为真，否则命题Z为假。

式(1-3A-1)是一个例子，这种命题代数被称为布尔代数。

和其它处理有数字意义的变量一样，布尔代数处理的是命题，而且布尔代数对于分析仅有两个互反变量的命题之间的关系是一种有效的工具。

SR 触发器图1-3A-1给出的一对交叉连接的或非门电路被称为触发器。

其有一对输入端S 和R ，分别代表“置位”和“复位”。

我们不仅用符号S 和R 标明端点，而且指定端点的逻辑电平。

因此，通常S=1指的是对应于逻辑电平为1的电压出现在S 端。

相似的，输出端和相应的输出逻辑电平为Q和。

使用这样的符号时，我们已经明确了一个事实，即在我们下面将看到的符号操作中，输出的逻辑电平是互补的。

触发器基本的、最重要的特性是其具有“记忆”功能。

也就是说，设置S 和R目前的逻辑电平为0和0，根据输出的状态，即可确定S 和R在其获得当前电平之前的逻辑电平。

术语为方便衔接下面的讨论内容，介绍一些常见的术语，这有助于了解逻辑系统设计师中惯用的观点。

在与非和或非门（以及与和或门）中，当用其来达到我们的设计意图时，我们能够任意选择一个输入端，并把其看成是使能-失效输入，因此可考虑或非或或门。

如果被选的一个输入为逻辑1，那么门电路的输出与所有的其它输入无关。

这个被选的输入可控制门电路，其它所有输入相对于这个门电路是失效的 (术语“抑制”的同义词为“失效”)。

相反，如果被选输入为逻辑0，那么它不能控制门电路，门电路能够响应其它输入。

在与非或与门中，当被选输入为逻辑0时，此输入控制并截止门电路，因为一个输入为逻辑0，那么门电路的输出不能响应其它输入。

注意一方面是或非门和或门间的区别，另一方面是与非门和与门间的区别。

在第一种情况下，当控制输入转为逻辑1时，其可获得门电路的控制；在第二种情况下，当控制输入转为逻辑0时，其可获得门电路的控制。

在数字系统中，普遍的观点是把逻辑0看成一个基本的、无干扰的、稳定的、静止的状态，把逻辑1看成激励的、活跃的、有效的状态，就是说，这种状态是发生在某种操作动作之后。

因此，当作用已产生时，其倾向将是定义最后的状态作为对某逻辑变量已转为1的响应。

当“无操作发生”时，逻辑变量为逻辑0。

类似地，如果作用将通过逻辑变量的变化产生，那么最好是以这样的方式定义有关的逻辑变量，即当逻辑变量转为逻辑1时达到此效果。

在我们对触发器的讨论中，将看到持有此种观点的例子UNIT4A 功率半导体器件功率半导体器件构成了现代电力电子设备的核心。

它们以通-断开关矩阵的方式被用于电力电子转换器中。

开关式功率变换的效率更高。

现今的功率半导体器件几乎都是用硅材料制造，可分类如下：二极管晶闸管或可控硅；双向可控硅门极；可关断晶闸管双极结型晶体管；电力金属氧化物半导体；场效应晶体管；静电感应晶体管；绝缘栅双极型晶体管；金属氧化物半导体控制的晶闸管；集成门极换向晶闸管；二极管电力二极管提供不可控的整流电源，这些电源有很广的应用，如：电镀、电极氧化、电池充电、焊接、交直流电源变频驱动。

它们也被用于变换器和缓冲器的回馈和惯性滑行功能。

典型的功率二极管具有P-I-N 结构，即它几乎是纯半导体层（本征层），位于P-N结的中部以阻断反向电压。

图1-4A-1给出了二极管符号和它的伏安特性曲线。

在正向偏置条件下，二极管可用一个结偏置压降和连续变化的电阻来表示，这样可画出一条斜率为正的伏安特性曲线。

典型的正向导通压降为1.0伏。

导通压降会引起导通损耗，必须用合适的吸热设备对二极管进行冷却来限制结温上升。

在反向偏置条件下，由于少数载流子的存在，有很小的泄漏电流流过，泄漏电流随电压逐渐增加。

如果反向电压超过了临界值，叫做击穿电压，二极管雪崩击穿，雪崩击穿指的是当反向电流变大时由于结功率损耗过大造成的热击穿。

电力二极管分类如下:标准或慢速恢复二极管；快速恢复二极管；肖特基二极管晶闸管闸流管或可控硅一直是工业上用于大功率变换和控制的传统设备。

50年代后期，这种装置的投入使用开辟了现代固态电力电子技术。

术语“晶闸管”来自与其相应的充气管等效装置，闸流管。

通常，晶闸管是个系列产品的总称，包括可控硅、双向可控硅、门极可关断晶闸管、金属氧化物半导体控制的晶闸管、集成门极换向晶闸管。

晶闸管可分成标准或慢速相控型，快速开关型，电压回馈逆变器型。

逆变器型现已淘汰。

图1-4A-2给出了晶闸管符号和它的伏安特性曲线。

基本上，晶闸管是一个三结P-N-P-N 器件，器件内P-N-P 和N-P-N 两个三极管按正反馈方式连接。

晶闸管可阻断正向和反向电压（对称阻断）。

当阳极为正时，晶闸管可由一个短暂的正门极电流脉冲触发导通；但晶闸管一旦导通，门极即失去控制晶闸管关断的能力。

晶闸管也可由阳极过电压、阳极电压的上升率（dv/dt）、结温的上升、PN结上的光照等产生误导通。

在门电流IG = 0时，如果将正向电压施加到晶闸管上，由于中间结的阻断会产生漏电流；如果电压超过临界极限（转折电压），晶闸管进入导通状态。

随着门极控制电流IG 的增加，正向转折电压随之减少，最后，当门极控制电流IG= IG3时，整个正向阻断区消失，晶闸管的工作状态就和二极管一样了。

在晶闸管的门极出现一个最小电流，即阻塞电流，晶闸管将成功导通。

在导通期间，如果门极电流是零并且阳极电流降到临界极限值以下，称作维持电流，晶闸管转换到正向阻断状态。

相对反向电压而言，晶闸管末端的P-N 结处于反向偏置状态。

现在的晶闸管具有大电压（数千伏）、大电流（数千安）额定值。

双向可控硅双向可控硅有复杂的复结结构，但从功能上讲，它是在同一芯片上一对反并联的相控晶闸管。