譯者序

本書是一本優秀的電學入門教材，目標是使讀者掌握電子學的基本概念、基本原理、基本計算和典型電路的基本分析方法，強調理論、實踐、應用和經驗，為後續課程的學習提供必要的基礎知識和實用技能，為進一步學習和深造打好基礎。

本書作者於1966年獲得美國得克薩斯農工大學教育學博士學位，出版了7本關於電路和電子學的教材、實驗手冊，在賓州加利福尼亞大學講授電子學技術和機電工程技術達30年，具有深厚的理論功底和豐富的實踐經驗。

全書共16章，內容涉及固態理論、晶體管、增益的概念、放大器、振蕩器、電子通信和數據傳輸、集成電路、控制電路、穩壓電源和數字信號處理，作為本書實用性的實例，每章都有關於電路和繫統的故障排除。該書可供我國大專院校電氣、電子、計算機與自動化專業選做教材或教學參考書，也可供相關學科的科技人員自學或參考。

通過對本書的翻譯，譯者總結本書有以下幾個特點，即語言方面有親和性、學習過程有成就感、學習內容有實用性、教學方法有啟發性。

(1) 該書邏輯清晰、語言表達準確、內容詳細、例題豐富，對於任何不易理解的知識點都有詳細的解釋說明和例題演示，語言樸實，如老師在身邊輔導，循循善誘、娓娓道來，很有親和力。

(2) 作者對該書內容進行了合理組織安排，從基本的常識講起，內容逐漸加深，難度適中，容易理解，沒有跳躍式的難度變化，全書讀下來感覺有如攀爬一個連續而又緩慢的上坡，不知不覺中已經上升了一定高度，令人有成就感，信心倍增。

(3) 本書是作者幾十年理論研究和實踐經驗的總結，書中所討論內容，包括所有理論、例題和習題均緊密結合實際，具有很強的實用性，尤其是對每種電路都有故障診斷一節，這是本書的一個突出亮點，使讀者在閱讀過程中會產生強烈的動手實踐的衝動，能充分激勵讀者學習和研究的興趣。

(4) 本書在內容講解方面注意引導讀者怎樣思考，每章還列出了重要思考題，這些題並沒有給出確定的答案，能引導和啟發學生的思維方式。

總之，本書敘述由淺入深、由簡到繁、內容豐富、聯繫實際、論證嚴謹、繫統性強，強調理論、實踐、應用和經驗緊密結合，是一本完全不同於國內同類教材風格的優秀教材和專業圖書。

本書由北京電子科技學院電子信息工程繫的教師周玉坤(前言、第15章、第16章、附錄)、李雪梅(第1～5章)、李秀滢(第6～9章)、冼立勤(第10～14章)翻譯，全書由周玉坤審校和統稿。由於譯者水平有限，譯文中難免有不妥之處，歡迎讀者批評指正。

譯  者    

2013年10月於北京電子科技學院 

序言

本書介紹了模擬器件、電路和繫統，也介紹了當前普遍應用於曾經被認為是模擬電子學中的獨立學科領域的各種數字技術。本書面向那些基本掌握了歐姆定律、基爾霍夫定律、能量、電路原理圖，掌握了電阻、電容和件的基本概念的讀者。數字資料都是自成體繫的，不會向那些還未了解數字電子學方面內容的讀者提出問題，的數學基礎就是掌握基本的代數學。

本書的主要目標是為廣泛的電路和電子從業者提供入門知識和技能，幫助教育和儲備工程技術人員，使他們能有效地診斷、維修、檢驗、安裝和升級電子電路與繫統，也為那些想要或需要進一步深造的人在模擬電子概念、器件原理和現代數字解決方案方面提供牢固和實用的基礎。

和以前幾版一樣，這一版以更加有邏輯性和順暢的方式將理論和應用進行了結合。讀者次接觸電子器件和電路時，應該建立在理論和實踐相結合的基礎上，這很重要，這種方法有助於讀者理解器件的工作原理，例如二極管和三極管如何工作，實踐中是如何使用的。理解後就能用來解決實際問題，例如性能分析和排除故障等。

這是一本非常具有實用性的書，器件、電路和應用是電子學各個階段都要使用的重要知識，無論什麼時候，隻要有必要就要參考常用的幫助手段，如部件件識別繫統、替代手冊以及實際使用的排除故障技術等。信息、理論和提出的計算方法與實際工程技術人員使用的都是相同的，提出的公式立刻應用到實例中，這些實例都是與技術工人進行的實際計算相關的、有意義的例子。

全書共16章，首先介紹廣泛的電子學領域，然後介紹固態理論、晶體管、增益的概念、放大器、振蕩器、電子通信和數據傳輸、集成電路、控制電路、穩壓電源和數字信號處理。作為本書實用性的實例，每章都有關於電路和繫統的故障排除。現在，電子工業已經並將繼續朝著使用更多的數字和混合信號的方向發展，模擬和數字的界限越來越模糊，而本書就是介紹這一主題的書。

本版各章的變化

第1章   更新了關於技術和應用的內容。

第2章   增加了一節關於半導體帶隙的內容。

第3章   修訂了有關二極管前向壓降、二極管特性曲線概念的內容；新添加了關於雪崩二極管的資料；增加了關於光電二極管的章節。

第4章   修訂了關於半導體器件注冊繫統的信息。

第5章   增加了能簡潔定義和說明晶體管的種類與特性的圖形，以及有關模擬開關的資料。

第6章   增加了更多關於聲壓級別的OSHA信息；增加了關於Spice電路模型重要性的資料。

第7章   新寫了一節關於電子電路中的正反饋和滯後效應的內容。

第8章   更新了開關模式(D類)放大器的內容。

第9章   增加了關於運算放大差分器的新內容。

第10章   增加了一節關於排除故障的理論和實踐的更多新內容。

第11章   增加了運放振蕩器電路。

第12章   更新了WiFi和藍牙技術；增加了RFID應用的新內容。

第13章   擴展了IC芯片制造方法的內容。

第14章   增加了兩部分新資料，一部分是關於光電能源中使用的功率點控制器，另一部分是關於近出現的有可能替代白熾燈的白光LED中使用的LED控制器。

第15章   增加了關於IC開關模式調節器及其應用的新資料。

第16章   解釋並展示了作為DSP應用的軟件定義無線電。

在線學習中心

在線學習中心(OLC)包含豐富的內容，包括附加復習題、工業網址鏈接、章學習復習、任務分配、教師手冊和Multisim入門，所有這些都是為讀者準備的。以下是在OLC上能看到的內容列表。

在線學習中心的學生版面

 學生的PPT演示文件

 焊接的PPT演示文件和PDF文件

 電路斷續器的PPT(GFCI和AFCI)文檔

 面包板的PPT文件

 數據手冊(PDF格式)

 數字信號處理仿真(4個程序)

 語音實例的PPT演示

 HP測量儀器仿真

 測量儀器的PPT文檔

 電路仿真文件(EWB5和Multisim 6、7、8和11)

 Multisim入門，為軟件的初學者提供指導訓練

在線學習中心的指導教師版面

教師手冊

 課堂用PPT資料

 每章的電子測驗題庫

&nb件和設備清單

 學習內容預覽

 習題答案：章復習題、重要思考題

 任務分配和實驗的答案與數據

項目

 HP測量儀器仿真

 測量儀器的PPT文檔(實驗1～4)

 PDF格式的測量儀器實驗

 面包板焊接的PPT說明(PDF文件)

 電路斷續器(GFCI和AFCI)的PPT說明

 電路仿真文件(EWB5和Multisim 6、7、8和11)

 數字信號處理仿真(４個程序)

 第16章“語音實例”的PPT演示

 用EWB和Multisim電路文件計算的PPT展示文件

 PDF格式的數據手冊

 統計的PDF文件

 Pro Electron類型編號PDF文件

在線學習中心網址：

實驗手冊

相關的實驗手冊可通過出版社Create獲取，手冊中提供了大量的實際操作實驗、習題和電路仿真，Multisim文件以仿真和實操兩種方式提供。①

學生用 CD-ROM

作者簡介

Charles A. Schuler，1966年於美國得州農工大學獲得教育學博士，在美國賓州加利福尼亞大學教授電子學技術和機電工程技術達30年。發表論文多篇，出版有7本關於電路和電子學的教材，以及7本實驗手冊及關於ISO 9000的書籍。美國國防教育學會會員。現在是全職作家，始終致力於將難點用容易理解的語言表達。

預覽

寫作本書目的是簡明且實用地介紹電子學。由於本書具有易讀、插圖多及數學問題簡單等特點，因此對於那些想要學習一些必要的現代電子學知識，並將這些知識應用到與實際工作相關的場合的讀者來說，是一本理想的教材。

學習內容

每章都從“本章學習內容”開始，介紹了本章的學習內容。目前該內容已經明確地和各章的子段落進行了鏈接。

例題

書中每章都含有大量的例題，展示了公式的使用和電子電路分析方法。

電子學歷史、知識回顧和電子學知識

增加了主題的歷史，並突出了新的、令人感興趣的技術與事實。

章總結和復習

所有的重要事實和原理都在每章末尾部分給出了總結和復習。

相關公式和每章復習題

每章末尾有一個相關公式模塊，在該模塊中總結並列出了所有重要的相關公式。在有些章末也提供有具有挑戰性的章復習題。

自測題答案

每章後以重要思考題和自測答案結束。

 

致謝

本書源自何處？本書是隨著一個工程項目的啟動而開始的繫列教材的一部分，許多人都付出了巨大的努力，既有在教育領域工作的人，也有在工業領域工作的人，他們的貢獻和勤勉促成了本繫列書籍的成功。很多指導教師和學生多年來給出了很多明智的、有建設性意義的建議。感謝出版社的那些纔華橫溢、勤勉工作的人員，感謝家人對我的鼓勵和幫助。

感謝本書第8版草稿的審閱者，他們是：

 

George E. Carmichael, Herzing University

Mohammad Dabbas, Broward College

James R. Davis, Zane State College

Robert C. Edens, ECPI College of Technology

Eric J. Erickson, Erie Institute of Technology

Richard Fornes, Johnson College

James E. Globig, University of Dayton

Rebecca Graves, South Plains College

Bill Hessmiller（技術編輯）

James W. Kronberg, Aiken Technical College

Dan Lookadoo, New River Community College

John Martini, University of Arkansas—Fort Smith

Chrys Panayiotou, Indian River State College

Shensheng Tang, Missouri Western State University

Joel Therrien, University of Massachusetts—Lowell

 

 

安全事項

電氣和電子電路有可能是危險的，為防止電擊、火災、爆炸、機械損傷和使用工具誤操作導致的傷害，有必要進行安全防護實習。

可能的危險就是觸電，流過人體的電流超過10 mA就會導致受害者癱瘓，無法自己脫離帶電件。10 mA是非常小的電流，僅是1 A的1%，而普通手電筒提供的電流都是它的40倍。

手電筒的電池對手來說是安全的，因為人類皮膚的電阻很大，使得流過的電流很小。例如，觸摸一個1.5 V普通電池產生的電流是微安級(1uA是1 A的百萬分之一)，這個量級的電流太小，不值得關注。

但是高電壓能產生足夠大的電流穿過皮膚而發生觸電。如果電流達到或超過100 mA，電擊就可能是致命的。因此，電擊的危害程度隨電壓增加，那些和高電壓打交道的人必須要進行適當的訓練，且防護裝備得當。

當皮膚潮濕或被割破時，對電流的阻礙作用會顯著降低。這樣，即使是中等的電壓也會引起強烈的電擊，有經驗的電工知道這一點，也知道所謂的低壓設備也可能含有高壓段。換句話說，就是在工作過程中他們不會采用兩種工作方案分別對待高壓電路和低壓電路，他們會時刻按照安全操作規程進行操作，不會假設防護設備處於工作狀態，即使開關處在OFF位置，也不會認為電路是斷開的，因為知道開關不可能是完美的。

如汽車電子繫統，盡管是低電壓、高電流繫統，但也可能是十分危險的，用戒指或者金屬表帶將這種繫統短路也能引起強烈的燃燒，尤其是當戒指或表帶粘連到短路點的時候。

隨著知識積累和經歷的增加，會學到很多處理電氣和電子電路的具體安全規程，同時要做到：

1.永遠遵守推薦的安全規程。

2.盡可能經常使用服務手冊，其中通常含有具體的安全信息，閱讀並按照數據手冊提供的所有安全資料進行操作。

3.實施之前仔細研究。

4.如果有疑問，首先要詢問指導教師或管理人員，清楚後再實施。

電氣電子通用安全規程

安全訓練能保護你和你的同事。學習一下規程，如果有不理解的地方，就和其他人討論、詢問指導教師。

1.疲倦或喫了使人犯困的藥的時候不要工作。

2.不要在燈光昏暗處工作。

3.不要穿濕的鞋子、濕的衣服和在潮濕環境下工作。

4.使用經過認證的工具、裝備和有防護的設備。

5.在裸露的電子電路環境中工作時，避免戴戒指、手鐲和小的金屬物件。

6.永遠不要指望電路是斷開的，要用可靠的、工作正常的儀器仔細檢查。

7.永遠按照停工/掛牌的步驟，也就是鎖定電源為OFF並掛牌，如果沒辦法這麼做，那麼就用兩人同行制的辦法保證在技術人員工作的時候電源不能合閘。

8.永遠不能毀壞或忽略聯鎖裝置(當門打開或控制面板被拆掉時，能自動切斷電源的一種開關)等安防設備。

9.保證工具和測試儀器干淨整潔並處於良好的工作狀態，一旦發現有磨損征兆就更換絕緣探針和鉛封。

10.一些設備如電容器能存儲致命電荷，這些電荷可能存儲了很長時間，在其附近工作時，必須確保這些設備已經放電。

11.不要拆掉接地，不使用沒有良好接地的改裝設備。

12.隻使用有審批手續的電子電氣設備滅火器。水能導電並可能嚴重損壞設備，優先選擇二氧化碳滅火器和鹵代烷滅火器，某些場合也需要泡沫滅火器。根據對不同類型火災的滅火效果的不同，商用滅火器分為不同的等級。隻使用那些等級與工作環境相適應的滅火器。

13.在使用溶劑和其他化學試劑時，一定要按照指導書操作，它們也許是有毒的或可燃的，或者能損壞塑料等材料。時刻記住要認真閱讀並按照對應材料的數據手冊進行操作。

14.一些電子設備中使用的材料是有毒的，如鉭電容和鈹氧化物晶體管等，不要研磨或粉碎這些設備，即使是必須處理這些設備，也應該在處理後徹底洗手。其他一些材料(如熱縮套管)在過熱的情況下會產生煙霧，時刻記住要認真閱讀並按照對應材料的數據手冊進行操作。

15.一件會影響裝備和繫統的安全性能，隻使用嚴格挑選的和有資質件。

16.在處理大體積的設備(如電視機顯像管和陰極射線管)時，要穿戴好防護服和安全鏡。

17.在不知道正確的操作流程和潛在的安全威脅時，不要在設備上工作。MSDS(重要安全數據手冊)是隨許多產品附帶的文檔，通常提供了與產品相關的危險警告。

18.由於匆忙和疏忽導致事故發生時，要爭取必要的時間以便保護自己和他人，實驗室和商場嚴格禁止奔跑、打鬧和惡作劇。

19.不要直視發光二極管或光纜。有些光源雖然看不見，但會嚴重傷害眼睛。

電路和設備必須得到重視，學會其工作原理和操作方式，始終踐行安全規則，這是健康和生命的保障。