Introduction to Electronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Gates, Earl D.

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2006-5

价格:1150.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781401889005

丛书系列:

图书标签:

• 电子学
• 电路
• 电子元件
• 基础知识
• 入门
• 教学
• 电子工程
• DIY
• 实操
• 理论

深入探索：现代工程领域的基石 本书旨在为那些渴望理解和驾驭现代技术核心的读者提供一个全面且深入的导论。我们聚焦于那些支撑我们日常生活——从智能手机到复杂工业控制系统——的那些基本原理和应用。本书的结构经过精心设计，旨在以逻辑清晰、循序渐进的方式，将读者从基础概念引导至高级应用，确保即便是初学者也能建立起坚实的知识体系。 第一部分：物理世界的基石——电荷、场与信号 本卷首先深入探讨了电学和磁学的基本定律，这些定律是理解所有电子设备运作的基础。我们不会止步于枯燥的公式推导，而是通过大量的实际案例和直观类比，解释电荷的运动如何产生电流，以及电流如何与磁场相互作用。 我们将详细介绍欧姆定律及其背后的微观物理机制，解释电阻、电容和电感这三大基本元件在电路中的角色。电容的充放电过程将被细致剖析，展示其在滤波和定时电路中的关键作用。同时，我们也将深入研究电感器的能量存储特性，特别是在开关电源和变压器设计中的重要性。 随后，内容将转向交流（AC）电路分析。我们认识到在电力传输和射频通信中，正弦波信号是核心。因此，本书将详尽介绍相量（Phasor）分析法，使用复数工具来简化对电抗、阻抗和功率因数的计算。读者将学会如何分析RLC串并联电路的谐振现象，这对于理解无线电接收器和滤波器设计至关重要。 第二部分：构建逻辑的骨架——半导体与离散元件 掌握了宏观电路原理后，我们进入半导体物理的世界。这一部分是现代电子学的核心，解释了如何通过材料科学的进步实现对电流的精确控制。我们将从晶体结构和能带理论入手，解释P型和N型半导体的形成过程，为理解二极管和晶体管奠定基础。 二极管的特性，特别是其单向导电性，将被详细探讨。我们不仅会分析其在整流电路中的应用，还会深入研究齐纳二极管在稳压电路中的巧妙设计。 接着，本书将重墨描绘晶体管——现代电子设备真正的“开关”和“放大器”。我们将专注于双极性结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。对于BJT，我们将分析其不同工作区域（截止、放大、饱和），并详细推导其跨导和电流增益公式。对于MOSFET，考虑到其在集成电路中的主导地位，我们将花费大量篇幅讲解其工作原理、阈值电压概念，以及如何利用其电压控制特性进行高效开关。 离散元件的应用章节将展示如何使用这些基础晶体管构建实际电路，例如基础的共射极放大器、推挽输出级以及简单的稳压电路。重点在于培养读者分析电路动态性能（如增益、带宽和输入/输出阻抗）的能力。 第三部分：集成世界的威力——数字逻辑与微控制器 本部分将跨越模拟与数字的鸿沟，进入构建信息处理系统的世界。我们首先建立数字系统的基础——布尔代数和逻辑门。我们将系统地介绍AND, OR, NOT, XOR等基本门电路，并展示如何利用它们构建更复杂的组合逻辑电路，如加法器、译码器和多路选择器。 随后，我们将探讨时序逻辑电路，这是实现记忆和状态保持功能的基础。锁存器（Latches）和触发器（Flip-Flops，如D型、JK型）的内部结构和工作机制将被深入剖析，并说明它们如何组合成寄存器和计数器。 掌握了这些逻辑构建块后，本书将引入可编程逻辑器件（PLD）和微控制器（MCU）的概念。我们将不再局限于设计固定的硬件电路，而是转向如何通过软件指令来定义硬件功能。对微控制器的架构，包括CPU、存储器（RAM/ROM）和外设接口（如GPIO, ADC, 计时器）的介绍，将是本章的重点。我们将通过具体的编程示例（侧重于结构化伪代码和硬件交互逻辑），展示如何利用这些“小电脑”来实时控制物理世界中的传感器和执行器。 第四部分：信号的塑造与传输——模拟与混合信号系统 在这一部分，我们将重返模拟信号处理的领域，但这次关注点在于如何精确地塑造和转换信号。运算放大器（Op-Amp）是本章的核心主角。我们将从其理想模型出发，迅速过渡到其非理想特性分析，例如输入偏置电流和开环增益的影响。读者将学习如何使用反馈理论设计出高性能的放大器电路，包括反相、同相、差分放大器以及高精度的积分器和微分器。 滤波器设计是模拟电子学中解决特定频率信号提取问题的关键技术。我们将详细区分有源滤波器（基于运算放大器）和无源滤波器，并深入研究巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等不同类型的频率响应特性，以及如何在实际设计中权衡通带平坦度、过渡带陡峭度和相位失真。 最后，本卷将探讨信号的数字化过程。模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）是连接物理世界和数字世界的桥梁。我们将分析不同类型的ADC（如逐次逼近型、双积分型）的优缺点，以及采样定理（奈奎斯特）在确保信号保真度方面的重要性。这为读者理解现代数据采集系统和音频/视频处理奠定了坚实的基础。 本书的最终目标是培养读者一种“系统思维”能力，即能够将复杂的电子设备拆解成可管理的模块，并理解各个模块之间如何协同工作以实现特定的功能目标。通过严谨的理论推导、丰富的工程实例和对前沿技术的适度展望，本书将为有志于投身电子工程、自动化、机器人学或计算机硬件设计领域的读者提供一把打开现代技术大门的钥匙。

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