电子信息专业英语习题答案

1、第一单元 元件与定律A课文译文电阻器、电容器和电感器在电子电路中，电阻器、电容器和电感器是非常重要的元件。电阻器和电阻电阻器是二端口元件。电阻是阻止电流流动，更确切地说，是阻止电荷流动的能力。在国际单位制中，电阻用欧姆来度量。希腊字母是欧姆的标准符号。较大的电阻一般用千欧和兆欧来表示。模拟这种特性常用的电路元件是电阻器。图1.1表示电阻器的电路符号，R表示电阻器的电阻值。图1.1 电阻器的电路符号 为了进行电路分析，我们必须在电阻器中指明电流和电压的参考方向。如果我们选择关联参考方向，那么电压和电流之间的关系是：v=iR (1.1)这里 v 是电压，其单位是伏特， i 是电流，其单位是安培，

2、R 是电阻，其单位是欧姆。如果选择非关联参考方向，我们必须写成： v=iR (1.2)用在公式（1.1）和（1.2）中的代数式就是著名的欧姆定律。欧姆定律表示了电压作为电流的函数。然而，要表示电流是电压的函数也是非常方便的。欧姆定律是电阻两端的电压和电流间的代数关系。电容器和电容电能可以存储在电场中，存储电能的装置叫电容器。电容器存储电能的能力叫做电容。图1.2表示电容器的电路符号。电容的电路参数用字母C表示，用法拉来度量。因为法拉是相当大的电容量，实际上电容值通常位于皮法和微法之间。图1.2 电容器的电路符号当电压随时间变化时，电荷的位移也随时间变化，引起了众所周知的位移电流。在终端，位移电

3、流和传导电流没有区别。当电流参考方向和电压参考方向是关联参考方向时，电流正比于电容两端电压随时间的变化率的数学表达式为： (1.3)这里 i的单位是安培，C的单位是法拉，v的单位是伏特， t的单位是秒。 电感器和电感众所周知，电感是电子电路中的模块之一。所有的线圈都有电感。电感是抵抗流过线圈电流的任何变化的性质。电感用字母L表示，其单位是亨利。 图1.3表示一个电感器。图1.3 电感器的电路符号当电流和电压的参考方向关联时，有 (1.4)这里v的单位是伏特，L的单位是亨利，i的单位是安培，t的单位是秒。 由公式（1.4）显示电感器两端电压与电感器中电流随时间的变化率成正比。在此，我们可以得到两

4、条重要的结论：第一，如果电流是常数，理想电感器的端电压为0，这样电感器在恒量或直流中可以当作短路；第二，在电感器中电流不能瞬时变化，也就是说，在0时间内电流不能以有限量改变。电感器和电容器一样，存储供给它的能量，但是它是以磁场的形式而不是以电场的形式存储能量。习题答案I471. two-terminal element 二端口元件2. associated reference direction 关联参考方向3. Ohms Law 欧姆定律4. electric field 电场5. displacement current 转移电流6. short circuit 短路7. magnetic

5、 field 磁场8. conduction current 传导电流II.1. capacitance 2. capacitor 3. resistance 4. resistor 5. Inductance6. InductorIII. 在此，我们可以得到两条重要的结论：第一，如果电流是常数，理想电感器的端电压为0，这样电感器在恒量或直流中可以当作短路；第二，在电感器中电流不能瞬时变化，也就是说，在0时间内电流不能以有限量改变。C课内阅读译文理想的基本电路元件和基尔霍夫定律理想的基本电路元件 理想的基本电路元件有三个特征：（1）它只有两个端口，这两个端口是和其他电路元件连接的端点；（2）在

6、数学上它以电流或电压的方式被描述；（3）它不能再细分为其他的元件。我们使用单词“理想的”意味着基本电路元件不能作为一个可实现的物理元件而存在。我们使用“基本的”意味着电路元件不能被进一步简化或者被细分成其他的元件。这样，基本电路元件组成了构建电路模型的模块，但是它们自己不能用其他的元件形式来模拟了。有五种理想的基本电路元件：电压源、电流源、电阻器、电感器和电容器。 基尔霍夫定律 任意一个元件中，当两端电压和电流被确定时，就说电路被解开了。欧姆定律是求解电路的一个重要等式。在简单的电路结构中，欧姆定律能求解任意一个元件的电压和电流。然而，对于较复杂的电路连接，我们需要使用两个更重要的代数关系式来

7、求解所有的电压和电流，这就是著名的基尔霍夫定律。有基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。基尔霍夫电流定律可表述为：在一个电路中，在任意节点，所有电流的代数和等于零。为了使用基尔霍夫电流定律，必须对节点的电流，指定一个同参考方向相符的代数符号。定义某节点的流出电流为正，则流入电流为负，同样如果定义某节点的流出电流为负，则流入电流为正。我们在阐述基尔霍夫电压定律以前，必须定义闭合路径或环路。从任意选择的节点开始，沿着电路的闭合路径（走），经过所选择（路径上）的基本电路元件，返回到起始节点，只经过任意中间节点一次。基尔霍夫电压定律可以阐述为：沿着任意闭合路径的所有电压的代数和等于零。为了使用基尔霍夫电

8、压定律，我们必须给回路里的每一个电压设定代数符号（参考方向）。当沿着闭合路径巡行时，电压在巡行方向上显示升或降，对于电压升设定一个正的符号，则要求给电压降一个负号。相反，给电压升一个负号，则要求给电压降一个正号。第二单元 电路A课文译文电 路电路通常包含四个部分：电源，如电池；导体或导线，控制器件，如开关；负载。负载是一个器件或一台机器。在负载中能够发生能量转换。电灯、电阻器和电动机都是电负载的一些普通实例。任何有电子连续不断流动的导体和电动势源的组合都叫电路。一盏连接干电池的灯就是一个简单电路的实例。电流从电池的负极（）通过电灯，流向正极（），电池的作用就是通过负极（）为电子流提供一条再生通

9、道。只要电路中任何点都保持连通，该电路就是一个闭合电路，就有电流流过。但是如果通路有断开处，则该电路就是一个开路，就无电流流过。串联电路和并联电路是电路的两种主要接法。当电器元件连接时，电流没有分流，这种连接称为串联。串联电路中的每一处电流都是相同的。事实上，在日常电工操作中，最常见的是含两个或两个以上支路的电路。例如一般的家庭照明电路，电灯是并联的，每盏灯代表一条从主电路中的负极到正极的独立通路。在并联电路中，总电流量等于流过电路中各支路的电流总和。许多实用的电路是串并联混合。这种电路能够把串联电路具有的不同电压与并联电路具有的不同电流特征结合在一个网路内。当负载对同一个电源要求有不同的电压

10、和电流时，这种电路特别有用。为了分析电路，我们可以使用电路化简方法，也可以使用电路分析方法。 通过应用同欧姆定律结合的基尔霍夫定律，或者通过使用戴维南和诺顿等效电路化 简电路结构，可以分析相对简单的阻性电路。对于所有的电路都可以使用这些方法，但是当电路结构更复杂、引入更多元件的时候，这种直接求解的方法很快就变得麻烦了。此时，可以使用两种常规的分析方法。它们是节点电压法和网孔电流法，这两种方法是分析电路的两种有力的方法，目的在于复杂电路结构的分析。节点电压被定义为从参考节点到非参考节点的电压升，网孔电流是仅存在于网孔周围的电流。 习题答案I1. a circuit that the curren

11、t can flow through 2. in fact 3. a circuit which is broken 4. minus 5. plus 6. be composed of 7. cellII. 1. 能量转换2. 正极3. 串联电路4. 电路化简方法5. 电路分析方法6. 阻性电路7. 戴维南和诺顿等效电路8. 节点电压法9. 网孔电流法10. 参考节点III.对于所有的电路都可以使用这些方法，但是当电路结构更复杂、引入更多元件的时候，这种直接求解的方法很快就变得麻烦了。此时，可以使用两种常规的分析方法。C课内阅读译文三相电路三相电路非常重要，因为差不多所有的电功率都是按三相电

12、产生和传输的。三相电路的基本组成是一个交流电压发电机，它产生相同峰值，但是相角相差120°的三个电压，自然地，三个电压都具有相同的频率。这些电压可以只跨三线，形成三线三相电路。或者这些电压可以跨三线和一个中性线之间，形成四线三相电路。因为三相电路有三或四线，但是三个电枢绕组有六个接线端，这些端子中的一些被连在一起。连接这些绕组有两个实际的方法：Y型连接或者型连接。之所以叫Y型连接是因为实际绕组是Y的形状，其表示相应的感应电压在相角上差120°。在Y型连接中，三个端子被连接到一个公共端，用N表示为中性点。实际上，第四个节点可能是地。很明显，这种Y型连接产生了一个四线电路。注意

13、，线电流也是绕组电流，叫相电流。在Y型连接中，线电流和相电流相同，线电压的峰值是相电压峰值的倍。另一种实际的绕组连接是首尾顺次连接的闭合路径，叫连接。这种型连接显然是一个三线电路，因为没有端子连接第四条线。当然希腊字母形状和交流发电机中的电枢绕组的物理放置没有关系。相反，它仅仅表明绕组电压相角差120°。在型连接中，这个线电流和相电流不一样，但是线电压和相电压一致。这种交流绕组连接不受欢迎，因为它不能提供一个方便的接地端。为什么几乎所有的电功率都用三相产生和传输，这里一定有些恰当的原因。事实上，一个平衡的三相负载吸收常量而不是脉动瞬时功率，这是三相电路优于单相电路的一个重要优点。另一

14、个重要的优点是三相电动机或发电机显著地比相同尺寸单相电动机或发电机功率要大，而且，某些类型的三相交流电动机是自启动的，而单相不是。一个经常被提到的三相传输优于单相传输的优点是在功率线上节省铜或铝。这是一个普遍的想法，其实很容易看到这并不是真的。第三单元 集成电路A课文译文集成电路我们的世界充满了集成电路。你能在电脑中找到它们。例如，很多人可能都听说过微处理器。微处理器是电脑中处理所有信息的一块集成电路。它可以追踪是什么键被按下了，还有鼠标是否被移动过，它能计数，运行程序、游戏以及操作系统。在现代每个电子器件中几乎都能找到集成电路的身影，比如汽车、电视机、CD播放机、手提电话等。但究竟什么是集成

15、电路以及它的历史又是什么呢？集成电路只不过是非常先进的电路。电路由不同的电子元器件组成，如晶体管、电阻、电容和二极管，这些元件以不同的方式连接在一起，它们有各自的行为特性。晶体管的行为类似开关，它能开关电信号或放大电流。例如在电脑中，它可以来存储信息，或在立体声放大器中用来放大声音信号。电阻起限流的作用，它能控制允许通过的电流的大小。在电视机或收音机中电阻被用来控制音量。电容收集电荷并能在一瞬间释放电荷，这就好比照相机中的小电池能为闪光灯提供足够的能量一样。二极管在某些条件下能阻碍电流的流动，只有当这些条件改变时才能使电流通过。例如，光电池中的光束能触发二极管来阻止电流流过。这些元器件就像在电

16、结构网中搭积木，依据搭建电路时元器件的不同组合方式，所有电路，从一个防盗报警器到计算机微处理器，均可以被搭建。在以上所提到的元器件中，为现代计算机发展做出最重要贡献的是晶体管。在晶体管发明以前，工程师们使用电子管。和晶体管的作用一样，电子管起开关或放大电流的作用。那么为什么电子管会被晶体管所替代？这里有几个原因。电子管的外表和行为极像一个灯泡，它产生大量的热量，并有烧坏的可能。此外，相对于晶体管，它速度慢，体积大而且笨重。当工程师试图使用电子管建立复杂的电路时，他们很快意识到它的局限性。举例来说，世界上第一台数字计算机ENIAC是一个庞然大物，它的重量超过30吨，消耗200千瓦的电力。它拥有大

17、约18000个电子管，但由于电子管不断烧毁，使得它变得非常不可靠。当晶体管在1947年被发明时，被认为是一场革命。由于它体积小，速度快，可靠性高和效率高，因此迅速取代了电子管。摆脱了电子管的种种限制，工程师们终于可以通过电力建设来实现自己的梦想。在1958年的夏天，Jack Kilby在德州仪器公司找到了解决办法，他是新雇来的，并已着手准备建设一个较小规模的电路项目。然而，在Jack Kilby看来，德州仪器为其电路小型化项目所选择的方法似乎并不正确。 作为新聘人员，Kilby和其他的工作人员不同，他没有休假。当他独自在实验室工作的时候，他发现了一个解决电路小型化问题的方法。 Kilby的想法

18、是，将所有元件及晶片放在相同的一块半导体材料上。当其余的同事度假回来时，Kilby向他的上级介绍了他的新想法。于是他被允许建立一个电路测试版本。在1958年9月，他的集成电路制作完成，电路通过了检测，并且非常完美！虽然第一块集成电路相当的简陋并存在一些问题，但它的构想是具有开创性的。通过将所有的元器件加工在同一块材料上，并通过金属丝将它们连接起来，从而就不再需要单独的分立元件。电线和元器件不再需要手工组装。这种电路可做得更小，并且制造过程可实行自动化。Jack Kilby主要是因为发明了集成电路而出名，并且在2000年凭此获得了诺贝尔物理奖。成功发明集成电路之后，Kilby仍在德州仪器公司工作

19、，他带领的团队发明了手提式计算器。从Jack Kilby发明第一个原型至今，集成电路已走过了漫长的道路。他的构思开创了一个新的产业，并成为社会计算机化背后的一个关键要素。如今大部分先进的电路在 比指甲还小的面积上都包含着数亿个元器件。在芯片上的晶体管的尺寸约为90纳米，即0.00009毫米，这意味着你可以将数百个这样的晶体管放入一个红细胞内。计算机芯片的功能每年都变得更加强大，但价格却比前一年低很多。早期集成电路的开创者和因特尔公司的奠基人Gordon Moore曾经说过：“如果汽车工业能和半导体行业一样发展迅速，那么如今任何人都可以拥有一辆劳斯莱斯，然后开上一季度就弃之如敝屣，毫不可惜地丢掉

20、它，再换一辆新的。”习题答案I.1. amplify current2. electronic component3. complex circuit4. vacuum tube5. hand-held calculator6. integrated circuit chip7. semiconductor material8. microprocessorII.1. T 2. F 3. T 4. FIII.从Jack Kilby发明的第一个原型至今，集成电路已走过了漫长的道路。他的构思开创了一个新的产业，并成为社会计算机化背后的一个关键要素。如今大部分先进的电路在 比指甲还小的面积上都包含有

21、数亿个元器件。在芯片上的晶体管的尺寸约为90纳米，即0.00009毫米，这意味着你可以将数百个这样的晶体管放入一个红细胞内。C课内阅读译文第一个晶体管的发明1947年11月17日12月23日1947年11月17日，Walter Brattain将他的整个实验装置扔进了装有水的热水瓶中。这个他制作的以硅为原料的新发明是用来帮助他研究电子在半导体表面是如何作用的，但是无论他们怎么做，都不可能制作成一个放大器。水汽不断凝结在硅的表面使整个实验一团糟。为了摆脱水汽凝结，Brattain原来想将硅放入真空中，但是他认为那样会花太长时间，于是他将整个实验装置放入水中这肯定避免了水汽凝结。出乎意料，这个湿的

22、器件产生了迄今为止他所看到的最大的功放。他和另外一位科学家Robert Gibney吃惊地盯着这个实验。他们开始拨动不同的旋钮和按钮，通过增加正电压，这一效应更加明显，而加负电压则会使这个现象完全消失。这样看来，电子在半导体表面上阻止放大的功能已在某种程度上被水的效果抵消建立一个放大器的最大障碍已经被克服了。当John Bardeen获悉所发生的事情之后，他又想出一种新方法来制作放大器。11月21日，Bardeen建议给蒸馏水中的硅加上一个金属接触点。水消除电子阻碍放大的问题，这就和这个接触点是一样的原理。在这个粗糙的装置中，接触点不能接触水，必须只能接触硅。一如既往，Brattain是一个天

23、才，在实验室中他可以制作任何东西。当该放大器建成，它很好地工作了。当然，虽然只有较小的功放但它是工作的。当Bardeen 和Brattain用一小滴水获得微弱的放大之后，他们认为他们正在做一些有实用价值的事情。他们尝试着用不同材料、不同装置、不同的电解液来代替水从而获得更大的电流。12月8日，Bardeen建议用锗来代替硅。他们得到了电流的跳转330倍的电流放大正是他们所期望的反向电流。电解液使得空穴运动起来，而不只是电子的运动。但是放大器仍然是放大器，这只是一个开始。很不幸的是，这个大的放大功能只能放大频率非常低的电流。它们不能在电话线中使用，因为人的声音频率相当复杂。所以下一步要做的就是使

24、放大器能运用于所有的频率 范围。Bardeen 和Brattain认为问题在于液体，所以他们用本质是锗锈的氧化锗来代替液体。Gibney准备了一块特殊的锗片，锗片的一面上有一层绿色的氧化层。12月12日，Brattain开始插入接触点。事实上，该器件工作和没有氧化层的情况是一样的。当Brattain反复地戳金接触点时，他意识到根本没有氧化层，因为他不小心把它洗掉了。当时他很生自己的气，但仍然决定让接触点接触锗，此时意外的事情发生了，他得到了放大的电压更重要的是，它能够放大所有频率的电压。金点接触在锗表面留下小孔，这些小孔抵消了电子在表面的效用，这和用水的原理是一样的。但是这个方法好于使用水做电

25、解液，因为它能放大所有频率下的电流。之后的一个月里，Bardeen 和Brattain设法获得了在一些特定频率下的大的放大效果，以及适用于所有频率的小的放大效果现在他们只需要将这两个效果合并起来。他们知道问题的关键是使锗片和两个金接触点的距离小于1毫米。Walter Brattain在塑料三角片上粘上金箔，在一个点上剪开金箔。通过三角片的点接触到锗上，他们看到了出乎寻常的效果信号从一个金点流过，通过另一个金接触点被放大。这样，第一个点接触晶体管就这样诞生了。第四单元 放大器A课文译文运算放大器运算放大器的名字来源于它最初用途之一，在早期的模拟计算机中加、减常被用来完成数学运算。现代技术中使得它

26、有各种各样的用途。运算放大器的名字经常缩写成OPA。运算放大器是直接耦合、高增益、线性的放大器。线性放大器是一种如实重现输入波形的放大器。线性放大器的输出应该是输入信号的真实复制品。因为它的高增益，所以运算放大器通常使用外部元件来减少其增益到需要的水平。运算放大器是直接耦合的，它能放大直流输入信号，也能放大交流输入信号。运算放大器的符号如图4.1a所示。它有两个输入端，一个输出端。供给运算放大器的电源通常从正负电源获得（图4.1b）。这能使输出在零伏特处上下振荡（图4.1c）。图4.1 运算放大器符号运算放大器通常由四个串联级组成。每一级是一个完成特定功能的放大器。如图4.2所示。 图4.2

27、运算放大器各级装置输入是一个具有两个浮置输入V1和V2的微分放大器。微分放大器放大两个输入之间的电压差 (V1和 V2)。这种类型电路具有非常高的输入阻抗，也可以提供高的共模抑制。 第二级是一个高增益放大器，提供设备的主要增益。第三级是输出放大器，它提供一个低输出阻抗。它能传送一个大输入信号电流或电压。输出电压可以在正负电源的几伏特范围中振荡。所有各级连接起来可产生非常高的增益。这个增益叫做“开环增益”。在实际电路中，输出电压的一小部分以相反极性被反馈到某个输入端，从而减少总的增益。这个过程叫做“负反馈”。随着负反馈的应用，这个增益被减少，运算放大器被认为具有一个“闭环增益”。理想运算放大器有

28、如下特性：1. 无穷大输入阻抗。这是两个输入端之间的阻抗。连接时输入不会加载任何电路。2. 零输出阻抗。输出阻抗应该为零。这确保放大器能提供的输出功率没有限制。3. 无穷大的开环增益。在应用负反馈以前，放大器的增益在理想上是无穷大的。4. 无穷带宽。理想运算放大器的开环带宽被认为是无穷大的。在实际情况下，运算放大器不能达到这些理想的特性。然而，我们通常假定它们是理想的，以便更容易使用它们。习题答案I1. direct-coupled 2. operational amplifier 3. linear amplifier 4. common mode rejection5. negative

29、feedback 6. zero output impedance 7. buffer 8. differential amplifierII. 在实际电路中，输出电压的一小部分以相反极性被反馈到某个输入端，从而减少总的增益，这个过程叫做“负反馈”。C课内阅读译文反馈放大器理想反馈放大器的信号流程图如图4.3所示。输入信号xi和输出信号xo可以是相电压，或者是相电流，或者一个是相电压，一个是相电流。如图所示，按照反馈结构的特殊类型决定它们的定义。图中的箭头表示在理想系统中，从输入到输出的正向传输通过基本的放大器，而反向传输通过反馈网络。图4.3 理想反馈放大器的框图我们假设阻性网络运行在中频区

30、域。输入信号xi和通过反馈B网络的信号Bxo 有相同的量纲，也就是，他们都是电压或者都是电流。对于负反馈，它们在时间相位上，xi大于Bxo。求和网络输出是xi-Bxo的差，小于xi。放大器输出xo是这个差值的A倍，A表示基本放大器的增益。因为当反馈回路断开时，使Bxo为零，A也是系统的增益。A被作为开环增益。相反，反馈放大器xo/xi的比率是闭环增益Af，下标f表示带有反馈的增益。对于这个讨论，我们假设A只依赖于基本放大器内部的组成，包括可用的负载，反馈系数B只依赖于反馈网络的参数。采样网络抽取想得到的输出量，这个输出量是输出电压或者输出电流，然后提供这个信号给反馈网络。有四种不同的组合方式，

31、每一种都是重要的。其中之一是xi 和xo都是电压，开环增益A, 闭环增益Af, 和反馈系数B都是电压比，这个系统通常被称作电压采样电压求和。如果xi 和xo 都是电流，A, Af和B都是电流比，系统被认为是电流采样电流求和。第三种可能性是xi 表示电流，xo表示电压，A和Af 都是跨导倒数，每一个都是电压对电流的比， B是导纳。这就是常说的电压采样电流求和。最后一种，如果xi是电压，xo是电流，A和Af 是导纳，B是跨导倒数则反馈是电流采样电压求和。第五单元 振荡器与射频A课文译文振荡器振荡器是用来产生信号的装置。它们不需要输入信号就能产生输出信号。振荡器是电子装置中自然且不可或缺的一部分。它

32、们出现在许许多多应用场合中，使电路和子系统完成非常有用的功能成为可能。振荡器可用在扩频通信、射频和无线系统中因此设计者应该先了解它们。当我们不想要振荡时，有时振荡也会发生如果杂散反馈路径存在，放大器就能振荡。没有振荡器我们很有可能生活在一个非常枯燥的世界中。当放大器带有反馈路径，并且满足两个条件，振荡就发生了：放大条件通过放大器/反馈网络的级联增益和损耗必须大于1！相位条件振荡频率在附加相移为360度（或0度）的点处！在大多数振荡器电路中，在线性电路下，提供能量振荡以0开始建立。然而，限制的放大器饱和度和其他非线性（因素）影响着结果，不确定地抑制振荡器的振幅无限增长了。因此，在精确的设计、仿真

33、或者建模方面，振荡器不是最简单的装置。优良而稳定的振荡器设计是一项真正的艺术。当你对振荡器了解更多的时候，你一定更加赏识它们！ 电子振荡器有两种主要类型：调谐振荡器和张驰振荡器。调谐振荡器产生正弦波输出。松弛振荡器产生非正弦波输出，如方波、矩形波和锯齿波。调谐振荡器是最简单的模型，但也是振荡主流中最重要的一个模型。在工程系统中经常遇到，一般是由于旋转机械、绝缘、地震、桥梁、建筑、控制和自动化装置中的不平衡产生，正如所举例子。尽管纯调谐振荡和在任意类型激励周期振荡相比并不易于发生一般周期振荡，但是理解在调谐振荡下系统的行为是必要的，这有助于理解系统怎样响应更一般类型的激励。调谐振荡可以以自由振荡

34、的形式存在或者在系统的某一点施加激励的作用下而产生，正如我们在后面将看到的。确实，调谐振荡器是单自由度系统（像一个振荡模型），它主要由一个理想弹簧与理想的（不是保护性的）粘滞阻尼器并联组成，一端粘在一起，另一端接地。张驰振荡器是一种其电容器被逐渐充电，然后快速放电的振荡器。通常由一个电阻器或者电流源，电容器和一个“阀门”装置，如氖灯、两端交流开关、单结晶体管或者耿式效应二极管来实现。因为下面进行了简化，单“阀门”装置将由一套比较器和一个RS锁存器代替。电容器通过电阻器被充电，使电容器的两端电压以指数曲线接近充电电压。和电容器并联的是阀门装置。这样的装置直到端电压达到某一个阀值（触发）电压才导通

35、。然后电容器强烈导电、快速放电。当电容两端的电压降到阀值电压时，装置停止导电，电容器又开始充电，然后重复这个过程。如果阀门元件是一个氖灯，在每一次电容器放电时，电路也会提供短脉冲闪光。习题答案I1. spread spectrum2. harmonic oscillator 3. rectangular wave 4. single degree of freedom system 5. neon lamp 6. viscous damper 7. unijunction transistor 8. exponential curve II.张驰振荡器是一种其电容器被逐渐充电，然后快速放电的振

36、荡器。通常由一个电阻器或者电流源，电容器和一个“阀门”装置，如氖灯、两端交流开关、单结晶体管或者耿式效应二极管来实现。因为下面进行了简化，单“阀门”装置将由一套比较器和一个RS锁存器代替。C课内阅读译文射频频谱和分贝定义射频频谱术语射频（RF或rf）是指当交流电流被输入给天线时产生的电磁场。这个场，也叫射频场或无线电波，可以被用于无线广播和通信，是整个电磁辐射频谱重要的一部分从大约9千赫 (kHz) 到成千吉赫 (GHz)。这部分为射频频谱。当频率增加到射频频谱以上时，电磁能量以红外线、可见光、紫外线和伽马射线的形式出现。许多类型无线装置使用射频场收音机、电视机、无线和蜂窝电话、卫星通信系统以

37、及许多用于制造业的测量和仪表系统。一些无线装置，如远程控制箱和无线鼠标，运行在红外线或可见光频率。射频频谱被分成几个范围或波段。除了最低频波段，每一个波段，相应的数量级（十分之一功率）表示频率的增加。下面的图表描述了射频频谱的八个波段，表示频率和带宽范围。图5.1 射频频谱的八个波段国际上，射频频谱被国际电信联盟（ITU）按照世界不同地区分配成不同业务类型。在美国和它的领地中，射频频谱被进一步分配给非政府和政府用户。英国联邦通信委员会（FCC）在国会监管下负责分配频率给非政府用户。国家电信和信息管理局（NTIA）负责分配频率给美国政府部门和代理机构。NTIA通过内部无线电顾问委员会（IRAC）

38、的协助完成它的功能。IRAC也负责维护频分配率的国家。射频频谱的非政府和政府用户之间的协调通过FCC和NTIA的联合会议来完成。分贝定义分贝是用于表达信号强度相对差别的单位。用两个信号功率比的、以10为底的对数来表示：dB = 10 log (P1/P2)信号振幅也能用dB表示。因为功率和信号振幅的平方成正比（例如，功率比的100等于振幅比的10），dB表达式如下所示: dB = 20 log (A1/A2)对数作为测量单位是有用的，因为：（1）信号的功率通常跨过几个数量级；（2）信号衰减损耗和增益可以用减法和加法来表示。例如，假设一个信号通过两个信道，通过第一个信道切率损耗为20比1，第二个

39、信道损耗为7比1，则信号总的损耗为140比1。用dB表示，变成13.01 (10 log 20) + 8.45 (10 log 7) = 21.46 dB备注：许多dB的倍数比率使用三个字母来表示，例如dBm第三个字母是对数运算的参考标准。例如，dBm被用于定义在50或更多欧姆射频系统中的dB标准，使用 1毫瓦参考标准。第六单元 半导体A. 课文译文半导体半导体是一种导电性介于导体和绝缘体之间的固体材料。在现代电子器件中，用半导体器件、半导体材料做的电子元器件在科技运用中发挥着相当大的作用。例如计算机、手机及数字音频播放器等。常见的数十种半导体材料中，硅是商业应用中使用最广泛的半导体材料。硅和

40、锗是元素半导体，砷化镓、磷化铟是化合物半导体，而锗硅、砷化镓铝则是合金半导体。有三种常用方式可以描述晶体的电子结构。第一种是单原子描述法。对一个孤立原子而言，它的能级是分离的。当两个原子相互靠近时，它们的能级就会离开原位分裂成一个较高的能级和一个较低的能级。当有很多原子聚集在一起时，能级的数量会增加，能级组最终会形成能带。半导体含有很多能带。如果在最高占据能态和最低非占据能态之间存在很大的距离，那么即使在能带形成之后在占据能带和非占据能带之间仍然可能存在间隙。第二种方式是自由电子波描述法。当由于原子核的作用使静电势逐渐衰弱时，一些自由电子波会基于布拉格反射原理被反射，并且不能穿透能带间隙开放的

41、物质。在这一描述中，可能不是很清晰，而所有能量较低的能态均被电子填满。第三种方式是两个原子的描述法。在两个原子之间电子多半做自旋向上和自旋向下运动，分裂的能态形成共价键。当越来越多的原子在一起时，并不会导致能带分裂，而是形成更多的共价键，这是硅形成的典型方式。通过使一个电子从较低能级移动到较高能级，从而形成带隙，这种方式称为反键结。但是块体硅并不会像丢失电子那样容易失去原子，同样这种方式不适合描述渐变异质结的带隙变化的平稳变化过程。和其他固体一样，半导体中的电子只在基态能带和自由电子能带之间的某些特定能带（如各种能级）上具有能量，基态能是指电子紧紧束缚于原子核上的能量，而自由电子能是指电子脱离

42、整个原子所需要的能量。每个能带对应了大量的电子离散量子态，在这些量子态中，能量较低的（即离原子核较近的）都已经被电子填满，能量最高的一个特别的能带称为价带。半导体和绝缘体与导体的区别在于，在一般条件下，半导体材料中的价带填满电子，这样才有可能使电子运动至导带。 半导体和绝缘体十分相似。这两种固体的主要区别在于绝缘体的带隙。电子从一个原子自由运动到另一个原子所需要的能量更大，半导体在室温下和绝缘体一样，几乎没有电子能够获得足够的热能从价带迁移到导带，从而形成电流。基于这个原因，在无外加电场的情况下，纯半导体和绝缘体有相似的电阻值。但是，半导体的带隙相对较小，除了温度条件以外，还有其他方式可以控制

43、它的电特性。半导体的本征电特性通常是通过掺杂的方式掺入杂质而得到永久的改变。通常，多一个杂质原子相当于多一个电子或空穴，这样就能在半导体中自由流动。通过掺杂足够比例的杂质，半导体的导电特性就会接近金属。根据所掺杂质不同，该材料分为两种：如果半导体掺杂区电子多，则该材料称为N型半导体材料；如果空穴较多，则称P型半导体材料。N型和P型半导体之间能产生电场，使得电子和空穴能够在该电场中运动，这种效应对半导体器件的工作是重要的。同样，掺杂物质的密度不同也会在这个区域里产生一个小的电场，从而使非平衡态的电子或空穴加速运动。除了通过掺杂永久改变半导体的特性之外，半导体的电阻值通常随着所施加的电场动态地改变

44、大小。这种能够通过电场动态控制半导体材料的电阻或电导率的特性使得半导体材料相当有用，从而产生了一系列的半导体器件，如晶体管和二极管。晶体管等半导体器件能构成微处理器这样的集成电路器件。这些有源半导体器件(晶体管)和用半导体材料做成的无源器件，如电容和电阻，可以制作完整的电子电路。习题答案I.1. 电导性2. 磷化铟3. 自由电子波4. 异质结5. 静电势6. 半导体器件7. 导带8. 价带9. 发光二极管10. 离散量子态II1. impurity dopant2. semiconductor device3. N-type semiconductor4. band gap5. covalen

45、t bond6. at room temperatureIII.半导体是一种导电性介于导体和绝缘体之间的固体材料。在现代电子器件中，半导体器件、半导体材料做的元器件在科技运用中发挥着相当大的作用，例如计算机、手机及数字音频播放器等。常见的数十种半导体材料中，硅是商业应用中使用最广泛的半导体材料。C课内阅读译文半导体器件基础半导体材料如此有用的主要原因是由于半导体可以通过掺杂的方式改变其特性。通过曝光、加压和加热的方式，产生的电场可以控制半导体的导电性，因此，半导体可以制作传感器。半导体的导电性取决于自由电子和空穴，也就是电荷载流子。在硅中掺入少量的杂质原子，如磷或硼，可以极大地增加半导体中自由

46、电子或空穴的数量。当掺杂半导体中空穴多，则把它称为p型，反之，如果自由电子多则称为n型，p型和n型是多数载流子电性的标志。在器件中应用的半导体材料是在严格控制的条件下掺杂的，通过制作工具很好地控制了p型和n型掺杂物的位置和浓度。n型半导体和p型半导体结合在一起，它们之间形成的结称为p-n结。二极管p-n结能形成p-n结二极管器件。p型和n型半导体形成结的区域称为耗尽区，耗尽区阻止电流从n型区流入p型区，但是允许电流从p型区流至n型区。当二极管正偏时，p区电势较高，二极管能够很容易导通；当二极管器件反偏时，电流就会变得很小。将半导体曝光时，能产生电子-空穴对，这会增加自由载流子的数量和导电性，利

47、用这种现象制作而成的二极管称为光电二极管。化合物半导体二极管也可以产生光，如发光二极管和激光二极管。晶体管双极型晶体管由两个p-n结构成，可形成n-p-n型或p-n-p型。结之间的中间区域或基区的宽度很窄，另外两个区域的终端称为发射极和集电极。当一小电流注入结之间的基区和发射区时会改变基极集电极结的特性，这样即使基极集电极结反偏，仍然能够传导电流。这样在集电极和发射极之间将产生一个更大的由基极和发射极电流控制的电流。另一种晶体管的类型称为场效应晶体管，它的工作原理是半导体的导电性由电场控制。半导体中的电场能增加自由电子和空穴的数量，从而改变其导电性。若电场由反偏p-n结控制则形成结型场效应晶体

48、管即JFET，若由块体材料氧化物分离电极控制则形成金属氧化物半导体场效应管即MOSFET。第七单元 因特网A. 课文译文因特网在世纪之交，信息，包括接入到因特网的信息，将成为个人、经济和政治进步的基础。信息高速公路是因特网广受欢迎的名字。无论你是要找最新的财经新闻、浏览图书馆目录、还是与同事交流信息，或者参加现场政治辩论，因特网是一种工具，它将带您超越电话、传真和独立的计算机到达一个新兴的网络信息前沿。因特网替代了你所用的传统工具，它用以搜集资料、数据图表、新闻以及与其他人进行通信联系。通过熟练地使用因特网，能大大缩小世界，并为你带来信息、知识以及你所能想象到的每一个主题。什么是因特网？因特网

49、链接是遍布全世界各地的计算机网络，使用户实现资源共享和相互沟通。一些计算机，比如大学里的计算机，可直接进入因特网上的所有设施，而另一些计算机，比如私人计算机，通过商业服务供应商提供的部分或全部上网设施可间接进入因特网。为了连接到因特网上，你必须通过服务供应商。许多选项需要每月花钱支付才能使用。根据所选择的选项的不同，访问时间可能会有所不同。因特网就是我们所说的网中网，即是一个遍布全球的网络。要想给出组成因特网的网络或用户的准确数字是不可能的，但很容易达到几千几百万的数量级。在因特网上采用了一套标准化协议，允许在因特网上不同类型的计算机进行相互通信时可以共享资源。这些标准，有时被视为互联网协议套

50、件，是开发商为因特网创建新功能时所遵循的准则。在因特网上，不存在中央档案馆，因此也被称之为分布式系统。在技术上，没有人管理因特网，相反，因特网是由数以千计的小型网络组成。因特网的壮大和发展，得益于许多用户找到新的方法来创造、显示和检索信息，从而为因特网的发展作出了贡献。因特网的历史和发展在其发展初期，因特网由国防部设计，其目的是在发生军事打击时来保障政府的通信系统。最初的网络，ARPANet（高级研究计划局开发），逐渐演变成在承建商、军事人员以及为ARPA项目作出贡献的大学研究人员之间的一种通信信道。该网络采用了一套标准的协议，为人们通信和共享数据创建了一种有效的方法。ARPANet在研究人员

51、之间渐渐流行，八十年代，美国国家科学基金会建立国家科学基金网，并链接上了几台高速计算机，负责的网络就是因特网。在80年代末期，数以千计的合作网络参与到因特网中。 1991年，美国高性能计算条例建立了NREN网（国家研究与教育网络）。NREN网的目标是为研究和教育发展和保持高速网络，并探讨因特网的商业用途。其余的，正如人们所说，是历史的缔造。因特网通过浏览器和万维网服务的发展而不断改进。虽然因特网是作为一个面向研究为主的网络，但它继续发展为遍及各地的一个信息，创意及商业资源。什么使因特网工作？因特网独特的一点是，它允许许多不同的计算机互相连接和通信。这是由于有一套标准，通常称为协议。TCP/IP

52、协议（传输控制协议/因特网协议）可以支配整个网络的数据传输。大多数使用因特网的人对相关的这些协议的细节不那么感兴趣。但是，他们真正想知道的是在因特网上他们可以做什么以及怎样有效地完成。因特网上最流行的工具大都基于客户/服务器系统。您正在运行的程序称为Web客户端，这个软件为您显示文件和执行您的要求。如果有必要连接到另一种类型的服务也就是说，成立一个电话网络会话，或下载文件您的网络客户端同样会照顾到这一点。您的网络客户端连接（或“通信”）到网络服务器，代表您来索取要求的信息。Web服务器是一台运行另一种类型网络软件的计算机，这些网络软件可以提供数据，或“服务”一个信息资源到您的网络客户端。所有基

53、本的因特网工具包括电话网络、文件传输协议、基于菜单驱动的因特网信息查询工具和万维网都是基于一个客户端和一个或多个服务器来合作。在各种情况下，您与客户端程序互动，而它管理数据的细节，包括如何将数据呈现给您或使您可以在其中寻找资源。反过来，客户端与一个或多个有信息存储的服务器互动。服务器收到一个请求，执行它，并发出一个响应信息，而不需要知道您的计算机系统的细节，因为您的计算机系统上的客户端软件处理了这些细节。客户端/服务器模型的优点在于分配工作，使每一个工具可以集中或专门处理特定的任务：服务器给许多用户提供信息，而客户端软件为每个用户处理各自的界面和其他要求及结果的细节。每台电脑都具备基本的客户端

54、软件套件，从而使你执行一些功能例如电子邮件、电话网络、文件传输协议和基于菜单驱动的因特网信息查询工具等功能。习题答案I.1. F 2. F T 3. FII.1. Advanced Research Projects Agency Network 美国国防部高级研究计划网络2. World Wide Web万维网3. File Transfer Protocol文件传输协议4. Transmission Control Protocol/Internet Protocol 传输控制协议/因特网协议5. National Research & Education Network国家研究和

55、教育网6. National Science Foundation 国家科学基金III因特网链接是遍布全世界各地的计算机网络，使用户实现资源共享和相互沟通。一些计算机，比如大学里的计算机，可直接进入因特网上的所有设施。而另一些计算机，比如私人计算机，通过商业服务供应商提供的部分或全部上网设施可间接进入因特网。为了连接到因特网上，你必须通过服务供应商。许多选项需每月花钱支付才能使用。根据所选择的选项的不同，访问时间可能会有所不同。C课内阅读译文因特网上的电子邮件电子邮件或e-mail，可能是最受欢迎和最广泛使用的因特网功能。电子邮件，e-mail，或只是邮件，是一种快速且高效的与朋友或同事通信的

56、方式。您可以同时跟一个或数千个人通信；您可以接收和发送文件和其他资料。你甚至可以订阅电子期刊和简报。您可以发送一封电子邮件给一个在同一栋楼里的人，或者给在世界另一边的人。电子邮件是一种异步通信形式，也就是说，您的收件人在您发送邮件时并不一定在线，这对于您和收件人都是一个极大的方便。 主机之间的邮件交换使用简单邮件传输协议和所谓邮件传输代理的软件程序。用户可以从支持标准的协议如电话接入网或消息访问协议服务器上下载他们的邮件，或者更可能在一个大的企业环境，用一个专有议定书具体到Lotus Notes或Microsoft Exchange服务器上去下载。邮件可以保存在客户端或者服务器端，也可在两地都保存。标准格式的邮箱，包括Maildir和mbox。几个著名的电子邮件客户端分别使用他们的专有格式，并要求转换软件在它们之间转移电