Electronic Formulas, Symbols & Circuits pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Master Publishing, Inc.

作者:Forrest M. Mims III

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-02

价格:USD 12.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780945053309

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• electronics
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《电子学万象：从基础公式到集成电路的奇妙之旅》 这是一本旨在带领读者深入探索电子世界奥秘的指南。它不仅仅是一本枯燥的公式手册，更是一段激发好奇心、培养严谨思维的学习旅程。本书将从最基础的电学定律出发，逐步深入到复杂的电路设计原理，涵盖从宏观的系统构架到微观的元件特性，为读者构建一个全面而深刻的电子学知识体系。 第一章：电学的基石——电流、电压与电阻的宇宙 我们将从万物之源——电荷开始，理解电荷的属性以及它们如何相互作用。随后，我们将聚焦于电子学最核心的概念：电流（I）、电压（V）和电阻（R）。欧姆定律，这个简单却无比强大的法则，将是我们探索的第一块拼图。我们将深入剖析欧姆定律的物理意义，通过丰富的实例和直观的图解，让读者深刻理解电压驱动着电荷的流动，电流则是电荷流动的速率，而电阻则对这种流动施加阻碍。 本章还将介绍串联和并联电路的特性。在串联电路中，电流如同单一水道，电压则被分配到各个电阻上；而在并联电路中，电流则会分成多路，电压则在每个分支上保持一致。我们将通过计算实例，掌握如何分析和计算串并联电路的总电阻、电流和电压。此外，功（P）的概念也将被引入，它描述了电能转化为其他形式能量（如热能、光能）的速率，功率公式 P = VI 将帮助我们理解电子设备如何消耗能量，以及如何进行功率估算。 第二章：直流世界的脉动——稳态电路的分析艺术 一旦掌握了基本定律，我们便可以开始分析更为复杂的直流电路。本章将深入介绍基尔霍夫定律，包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。KCL 告诉我们，任何一个节点上的总输入电流等于总输出电流，这反映了电荷守恒的原理。KVL 则指出，在一个闭合回路中，所有电压的代数和等于零，这揭示了能量守恒的普遍性。我们将通过应用这些定律来解决多节点、多回路的复杂直流电路，学习如何列出方程组并求解。 此外，我们还将探讨戴维宁定理和诺顿定理，这些强大的等效电路定理能够极大地简化复杂网络的分析。戴维宁定理将任何线性双端网络等效为一个串联的电压源和一个电阻；而诺顿定理则将其等效为一个并联的电流源和一个电阻。理解并熟练运用这些定理，将为我们后续的电路分析打下坚实的基础。我们还将涉及电容和电感在直流电路中的行为。尽管在稳态直流电路中，理想电容表现为开路，理想电感表现为短路，但理解它们在暂态过程中的作用至关重要，为下一章的学习铺垫。 第三章：动态的旋律——暂态电路与交流电的引入 现实世界的电子设备并非总是处于稳态，暂态过程和交流信号是它们工作状态的重要组成部分。本章将首先探讨 RC 和 RL 暂态电路。当电容或电感接入直流电源或从直流电源断开时，电流和电压会随着时间发生变化，直到达到稳态。我们将学习如何描述这些变化，包括时间常数 τ = RC 和 τ = L/R 的概念，它们决定了暂态过程的快慢。通过对这些暂态过程的分析，读者可以理解电子电路在开关操作时的响应特性。 紧接着，我们将迎来交流电（AC）的世界。交流电的特点是其电压和电流随时间周期性变化，最常见的形式是正弦波。我们将引入正弦波的描述方式，包括幅值、频率（f）、角频率（ω = 2πf）和相位。对于包含电阻、电容和电感的交流电路，我们将学习阻抗（Z）的概念，它是电阻、容抗（Xc = 1/(ωC)）和感抗（Xl = ωL）的复数组合。阻抗的概念使得我们可以用类似于直流电路欧姆定律的方式来分析交流电路，只是用复数来代替实数。 功耗在交流电路中也变得更为复杂，我们将引入有功功率（P）、无功功率（Q）和视在功率（S）的概念。理解功率因数（cosφ）对于评估交流电路的效率至关重要。本章将通过大量的公式推导和图示，帮助读者理解交流电路的动态行为，为分析更为复杂的模拟和数字电路奠定基础。 第四章：电路的灵魂——元器件的奥秘与特性 再复杂的电路也由各种基本的电子元器件构成。本章将深入探讨这些“灵魂”的奥秘。我们将从最基础的电阻器、电容器和电感器开始，详细介绍它们的物理结构、工作原理、主要的参数（如精度、容差、额定功率、额定电压）以及它们在电路中的作用。我们将学习不同类型的电阻器（碳膜、金属膜、线绕等）和电容器（陶瓷、电解、薄膜等）的特性差异，以及如何根据应用需求选择合适的元器件。 随后，我们将重点介绍半导体元器件，这是现代电子学不可或缺的核心。我们将深入剖析二极管，包括其 P-N 结的形成、正向导通和反向截止特性。我们将学习不同类型的二极管，如稳压二极管、肖特基二极管和发光二极管（LED）的工作原理和应用。 三极管（BJT）和场效应管（FET）是实现放大和开关功能的核心。我们将详细阐述 BJT 的三种工作区域（截止区、放大区、饱和区），以及它们的电流增益（β）和跨导（gm）。对于 FET，我们将区分结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOSFET），重点讲解 MOSFET 的工作原理，包括阈值电压（Vt）、跨导（gm）和栅极-源极电压（Vgs）与漏极-源极电流（Ids）之间的关系。我们将学习如何使用这些器件构建简单的放大电路和开关电路。 第五章：信息的编织者——放大器与滤波器 电子信号的放大和处理是许多电子系统不可或缺的功能。本章将专注于放大器电路的设计与分析。我们将从最基础的单级放大器开始，介绍电压放大器、电流放大器、跨导放大器和跨阻放大器这四种基本类型。我们将深入讲解共射、共集和共基组态的 BJT 放大器，以及共源、共漏和共栅组态的 FET 放大器，分析它们的电压增益、输入阻抗和输出阻抗。 我们将探讨运算放大器（Op-Amp），这个功能强大的集成电路。通过对其理想模型的分析，我们将学习如何利用运算放大器构建反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器和微分器等基本运算电路。我们将理解虚短和虚断的概念，以及如何利用反馈来稳定放大器的性能。 滤波器是用于选择性地通过或阻止特定频率信号的电路。本章将介绍滤波器按照频率响应的分类，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。我们将学习如何使用无源元件（R、L、C）和有源元件（如运算放大器）构建各种滤波器电路，并分析它们的截止频率、带宽和衰减特性。理解这些放大器和滤波器电路的设计与分析，是掌握信号处理和通信系统的关键。 第六章：数字世界的语言——逻辑门与组合电路 与处理连续变化的模拟信号不同，数字电路处理的是离散的逻辑状态，通常用“0”和“1”来表示。本章将带领读者进入数字电子学的世界。我们将从最基本的逻辑门开始，包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）、异或门（XOR）和同或门（XNOR）。我们将详细介绍它们的逻辑符号、真值表和布尔代数表达式，理解它们是如何对输入信号进行逻辑运算的。 在此基础上，我们将学习如何构建组合逻辑电路。组合电路的输出仅取决于当前输入，与之前的状态无关。我们将学习如何将复杂的逻辑功能分解为由逻辑门构成的组合电路，并通过卡诺图（Karnaugh Map）等方法进行逻辑化简，以获得最精简的电路设计。我们将分析半加器、全加器、编码器、解码器、数据选择器（Multiplexer）和数据分配器（Demultiplexer）等经典的组合电路，理解它们在数据处理和控制中的作用。 第七章：记忆的殿堂——时序逻辑电路与微处理器 数字电路的强大之处在于其能够存储信息和根据时间序列进行操作，这便是时序逻辑电路的范畴。本章将深入探讨时序逻辑电路的核心——触发器（Flip-Flop）和寄存器（Register）。我们将学习不同类型的触发器，如 SR 触发器、D 触发器、JK 触发器和 T 触发器，理解它们的状态转换特性以及如何利用时钟信号来同步其操作。 寄存器是用于存储一组二进制数据的单元，我们将学习如何用触发器构建移位寄存器和并行寄存器，它们是数据存储和传输的基础。计数器（Counter）是另一类重要的时序逻辑电路，它可以按照特定序列对时钟脉冲进行计数。我们将学习同步计数器和异步计数器的设计原理，以及如何构建任意模计数器。 最终，我们将触及微处理器（Microprocessor）的核心概念。微处理器是数字系统的“大脑”，负责执行指令并控制整个系统的运行。我们将简要介绍微处理器的基本组成部分，如算术逻辑单元（ALU）、控制器和寄存器组，以及指令集架构（ISA）和指令执行流程。理解这些时序逻辑电路的设计，是深入学习计算机体系结构和嵌入式系统设计的基础。 第八章：电磁波的奥秘与信号的传播 电子信号的产生、传播和接收是无线通信和信息传递的关键。本章将带领读者探索电磁波的奥秘。我们将从麦克斯韦方程组的宏观描述开始，理解电场和磁场是如何相互激发并以电磁波的形式在空间中传播的。我们将学习电磁波的特性，如波长（λ）、频率（f）和传播速度（c），以及它们之间的关系 λ = c/f。 我们将深入探讨不同频率范围的电磁波，如射频（RF）、微波和红外线，了解它们的应用领域，从广播通信到雷达，再到红外遥控。本章还将介绍天线的原理，理解天线是如何将电信号转换为电磁波并进行辐射，以及如何接收电磁波并将其转换为电信号。我们将学习不同类型天线的特性，如偶极子天线、八木天线和抛物面天线。 此外，我们将讨论信号的传播效应，包括反射、折射、衍射和衰减。这些效应在实际的无线通信中扮演着重要角色，影响着信号的覆盖范围和质量。理解电磁波的传播原理，是理解无线通信、雷达系统和卫星通信等技术的基础。 第九章：构建现代世界——集成电路与系统设计 集成电路（IC）是现代电子学的基石，它将大量的电子元器件微型化并集成在一块芯片上，极大地提高了电子设备的性能和可靠性。本章将介绍集成电路的基本概念，包括模拟集成电路（如运算放大器、稳压器）和数字集成电路（如微处理器、存储器）。我们将简要介绍半导体制造工艺的流程，包括光刻、刻蚀和掺杂等关键步骤。 我们将学习如何利用集成电路构建更为复杂的电子系统。从简单的电源管理模块，到复杂的数字信号处理器（DSP）系统，再到通信芯片组，我们将通过实例展示如何将不同的集成电路组合起来，实现特定的功能。本章还将涉及电路板设计（PCB Design）的基本原理，包括元器件布局、布线和信号完整性等问题。 我们还将触及一些高级概念，如传感器技术，它们是连接物理世界与电子世界的桥梁，能够将温度、压力、光照等物理量转换为电信号。最后，本章将强调系统设计的理念，即如何从整体上考虑电子系统的需求、性能、功耗和成本，进行最优化的设计。 第十章：未来的展望——新兴技术与电子学的未来 电子学的进步永无止境。本章将展望电子学的未来发展方向，探索一些令人兴奋的新兴技术。我们将关注人工智能（AI）在电子领域的应用，包括机器学习芯片、神经网络硬件加速器以及智能传感器网络。 量子计算作为下一代计算技术，将为解决某些目前无法解决的复杂问题提供可能。我们将简要介绍量子比特、量子门和量子算法的基本概念，以及它们对电子学未来可能产生的深远影响。 此外，我们还将探讨物联网（IoT）技术，它通过传感器、通信网络和数据分析将物理世界中的设备连接起来，创造智能化的生活和工作环境。生物电子学，将电子技术与生物系统相结合，有望在医疗健康、生物传感和药物输送等领域带来革命性的突破。 本书的最终目标是激发读者对电子学的持续兴趣，培养解决实际问题的能力，并为未来在电子科学和技术领域的学习和工作打下坚实的基础。我们将通过不断地回顾和联系，帮助读者构建一个融会贯通的知识体系，理解电子学如何深刻地改变着我们的生活，并为未来的技术革新奠定基石。

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这本书的封面设计充满了复古的工业美学，那种硬朗的线条和经典的配色，一下子就抓住了我的眼球。我是一个刚入行不久的电子工程师，手里积累了不少理论知识，但总觉得在实际操作和快速查阅资料方面欠缺一把得心应手的“工具”。这本《Electronic Formulas, Symbols & Circuits》似乎就是为我量身打造的。它的内容组织非常高效，不像那些厚重的教科书，需要层层剥茧才能找到所需的公式。相反，它更像是一本精炼的“武功秘籍”，把最核心、最实用的信息提炼出来，分类清晰，查找起来毫不费力。我特别欣赏它对各种常用电路符号的详尽归纳，很多在标准手册里需要费一番功夫才能找到的小细节，在这里都能一目了然。无论是搭建简单的分压电路，还是处理复杂的滤波器设计，这本书都能提供即时性的参考支持，极大地提高了我的工作效率。我经常把它放在工作台的显眼位置，需要用到任何特定公式时，我的目光总能自然而然地被它吸引。

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我拿到这本书的时候，我的导师向我推荐的，他用了近三十年的时间来指导学生和从事项目，他说他见过市面上几乎所有版本的电子参考书，但对这一本的评价非常高。他强调的重点在于其“跨学科的兼容性”。在现代电子工程领域，硬件和软件的界限越来越模糊，而这本书巧妙地在其中找到了平衡点。它不仅包含了传统的RLC电路、运放、数字逻辑的基础公式，还融入了关于信号完整性和一些基础的嵌入式接口协议的电气特性描述。这使得它不仅仅局限于电路层面的应用，更能帮助我们理解这些电路是如何与更上层的软件和通信需求对接的。我特别喜欢它在解释阻抗匹配和传输线理论时所采用的简洁向量表示法，这比传统的复数代数形式更符合工程师的直觉。这本书的深度和广度，让它成为了我工具箱中不可或缺的一部分，它不仅解决了“怎么算”的问题，更引导我们思考“为什么这么算”的最佳实践。

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我是一个偏向于系统级设计的爱好者，对于底层硬件细节的梳理和归纳总是感到有些头疼。很多时候，我们忙于架构设计，却会在一些看似微不足道的电阻分压、电容滤波的计算上浪费时间。这本书的出现，彻底改变了我的工作流程。它就像是一个功能强大的“计算器”和“速查表”的完美结合体。我发现自己现在可以直接跳过那些教科书式的推导过程，直接调用书中的结论性公式进行快速验证。例如，在进行电源纹波抑制比的估算时，我不再需要从头开始绘制噪声模型，书中的一个特定表格直接给出了不同拓扑结构下的预估衰减因子。这不仅仅是速度上的提升，更是思维上的解放，让我能把更多的精力集中在更高层次的系统优化上。这本书的实用性，已经远远超出了一个“参考手册”的范畴，更像是一个经验丰富的资深顾问，随时在你身边提供即时支持。

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这本书的排版和字体选择简直是“工程师之友”。我过去买过一些参考书，要么是字体太小，在昏暗的工作环境下根本看不清；要么就是图表和公式挤在一起，看得人头晕眼花。但《Electronic Formulas, Symbols & Circuits》在这方面做得非常到位。它采用了大开本的布局，保证了公式和示意图有足够的展示空间，即便是复杂的波形图和PCB布局示例，也能看得清清楚楚。纸张的质量也很好，有一定的厚度和光滑度，这意味着你反复翻阅和标记也不会轻易损坏。我尤其喜欢它在阐述某些复杂概念时，会辅以简化的、高度抽象化的图示，这种“少即是多”的设计哲学，让原本晦涩难懂的电路原理变得更加直观和易于记忆。对于我这种需要频繁进行现场调试的专业人士来说，一本清晰易读的参考书比任何电子文档都来得可靠和方便。

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说实话，我拿到这本书的时候，并没有抱太大的期望，毕竟市面上关于电子工程的参考书已经汗牛充栋了。然而，这本书的编排方式却让我耳目一新。它似乎非常懂得工程师的“痛点”——那就是对“精确性”和“广度”的共同追求。我注意到，书中对于不同类型半导体器件的特性参数对比表格做得极为细致，这对于我们进行元器件选型时简直是救命稻草。举个例子，我前段时间在设计一个低噪声放大器时，一直在纠结于使用BJT还是FET，这本书里关于跨导和等效噪声模型的部分，用简洁的图表对比了两者在特定频率范围内的表现，瞬间帮我做出了决策。更让我惊喜的是，它并没有止步于基础的模拟电路，而是将一些现代嵌入式系统和射频基础知识也巧妙地融入其中，这种跨领域的整合能力，体现了编者深厚的专业功底。这本书的价值，不在于教授你如何理解理论，而在于教会你如何快速、准确地将理论转化为实际可操作的方案。

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