该书首先阐述了电子电路和元器件等相关内容，包括基本电路与元器件、电压和电流的测量、电阻与直流电路、电容与电场、电感与磁场、交流电压与电流、交流电路的功率和频率特性、暂态特性等。然后对电子系统进行了阐述，包括传感器、致动器、放大、控制与反馈、运放、半导体与二极管、场效应晶体管、功率电子、运放的内部电路、噪声与电磁兼容、正反馈、振荡器与稳定性、数字系统、串行逻辑、数字器件、数字设计的实现、数据采集与转换、系统设计等。

无

电子工程是最重要、变化最快的工程领域之一。从手机到电脑，从汽车到核电站，产品的核心都要用到电子系统。因此，所有的工程师、科学家和技术人员都需要对电子系统有一个基本的了解，其中很多人需要详细地了解这一领域。
本书第1版出版之际，代表了一种非常新颖的电子学教学方法。大多数书采用了“自下而上”的方法，首先从半导体材料开始，进而学习二极管和晶体管的工作原理，学习完几章这样的内容之后，再关注电子学中电路的应用。而本书提出了一种新的“自上而下”的电子学教学方法。在开始详细分析之前，说明电路的用途和要求，这有助于理解和提升学习兴趣。
对于这种方法，一个很大的误解是认为在某种程度上对主题的处理不那么严谨。自上而下的方法没有定义研究对象的深度，而只定义了材料呈现的顺序和方式。许多学生需要详细了解电子元器件的工作情况，理解其材料的物理性质。然而，如果首先理解了元器件的特性和用途，其材料的物理性质将更容易理解。
自上而下方法的一个很大的好处是可以让所有潜在读者更容易阅读本书。对于打算专门从事电子工程的人员，材料的介绍方式更易于理解，能为进一步学习提供良好的基础。对于打算专攻其他工程或科学领域的人员，材料展现的顺序使他们能够在电子学基础知识方面打下良好的基础，并且只在需要的情况下再进行细节的学习。
虽然自上而下的方法提供了一个非常易于理解电子学的途径，但是如果从电路中使用的基本元器件的深入理解开始学习，会更有效。本书的一些读者在以前的学习中已经熟悉了这些知识，而其他读者对这些主题可能知之甚少。因此，本书分为两部分。第一部分介绍电路和元器件，对先修知识几乎没有要求。这部分对电子学领域的介绍循序渐进，读者可以根据自己的需要和兴趣选择学习不同的主题。第二部分对电子系统进行全面介绍，采用了经过充分尝试的自上而下的方法。由此，本书对电气和电子工程进行了全面的介绍，使之适用于电子工程、电气工程和电气电子工程等领域的宽口径初级课程。
本版新颖之处
第5版有重大的扩展和内容更新，以适应迅速变化的电子领域的发展。其中最重要的变化如下：
●新增了第29章“通信”，包括模拟技术和数字技术。
●在第25章“时序逻辑电路”中新增了25.9节“时序逻辑电路的设计”。
●在第26章“数字器件”中增加了26.5.6节“CMOS复杂门电路的实现”。
●新增了第10章“电动机和发电机”。
●第26章“数字器件”中新增了26.7节“数字系统的功率耗散”。
●对定时器、微机编程和片上系统（SoC）等主题进行了修订和扩展。
●在每章结尾处增加了“进一步学习”的主题，其中很多是以现实世界中的问题为基础，且更具挑战性。

视频0
视频教程
本版本中新增了100多个支持视频。这些视频为本书中的主题提供了教学支持，并且旨在为各章的“进一步学习”练习提供指导和创新启发。这些视频不是涵盖广泛主题的长达1小时的在线课程，而是简短、简洁的教程，只用几分钟来详细描述设计或分析的各个方面。
访问这些教程非常容易。本书相关主题的左侧放置有视频图标以及相关二维码。读者只需扫描图标下的二维码即可直接访问视频。
本书面向的对象
本书适用于所有工科和理科的本科生。对于电子或电气工程专业的学生，本书提供了电子学的基础介绍，这将为他们的进一步学习奠定坚实的基础。对于其他学科的学生来说，本书包括学习课程需要的大部分电子学知识。
先修知识
除了掌握物理学和数学的基本原理外，几乎不需要其他的先修知识。
配套网站
本书由一个综合的配套网站提供支持，帮助加深对本书的理解。该网站包含一系列支持材料，包括每章由计算机打分的自我评估练习。这些练习不但可以即时反馈读者对相关内容的理解，还可以对难点给出有益的指导。在该网站上还可以轻松访问上述众多视频教程，网址为http://catalogue.pearsoned.co.uk/educator/product/Electronics-A-systems-Approach/9780273773276.page。
电路仿真
电路仿真为深入了解电子电路的工作提供了一种强大而简单的方法。在本书中，用了很多计算机仿真练习支持书本内容。这些练习可以使用任何电路仿真包进行仿真。最广泛使用的电路仿真包是National Instruments和Cadence的产品。这两个公司的仿真包广泛应用于工业、学校，每个仿真包都可以提供电路的原理图捕获和仿真结果的图形显示。

使用National Instruments Multisim软件包进行电路仿真
许多学生可以访问自己所在学校的仿真工具，但如果愿意，还可以在自己的计算机上使用仿真软件。对于某些软件包，演示版本可以从制造商的网站上免费下载，也可以用免费CD上的。在其他情况下，可以使用低成本学生版仿真软件。有关如何获取免费或低成本的仿真软件的详细信息，可参见本书的配套网站。
为了简化仿真的使用，以帮助理解本书中的内容，还可以从网站下载National Instruments Multisim仿真软件包的一系列演示文件。演示文件全面介绍了如何进行各种计算机仿真练习。

使用Cadence OrCAD Capture CIS包进行电路仿真
使用仿真的问题在各章结尾的练习中也有。这些练习没有给出演示文件，目的是挖掘和测试读者对仿真使用以及相关电路的理解。
教师资料
　关于本书教辅资源，只有使用本书作为教材的教师才可以申请，需要的教师请联系机械工业出版社华章分社，电话010-88378991，邮箱Wangguang@hzbook.com。——编辑注
使用本书作为教材的教师可以使用一套完善的在线支持材料，包括可编辑的幻灯片课件，以及一个教师手册（关于所有数值问题的完整解题方案，以及各种非数值练习的参考答案）。该在线支持材料为课程准备和内容选择提供了指导，以满足不同背景和兴趣的学生的需求，它与各种在线学习助手、仿真练习和自我评估测试一起，帮助教师和学生从本书获得最大的收益。采用本书的教师可访问配套网站http://catalogue.pearsoned.co.uk/educator/product/Electronics-A-systems-Approach/9780273773276.page，了解如何访问含有教师支持材料的安全网站的详细信息。

电路基础

本书基于一种新的“自上而下”的学习方法，即在开始详细分析之前，说明电路的用途和要求，以助于理解，提升学习兴趣。本书将模拟电子和数字电子紧密结合，突出两个领域之间的联系和共同点。书中各章节包含目标、关键点、范例和习题等多环节，利于巩固知识。本是适用于电子工程、自动化、电气工程等领域的宽口径初级课程。
本书分为两部分。第一部分介绍电路和元器件，对先修知识几乎没有要求。这部分对电子学领域的介绍循序渐进，读者可以根据自己的需要和兴趣选择学习不同的主题，主要包含：基本电路和元器件、电压和电流的测量、电阻和直流电路、电容和电场、电感和磁场、交流电压和交流电流、交流电路的功率、交流电路的频率特性、瞬态特性、电动机和发电机。第二部分对电子系统进行了全面的介绍，主要包括：传感器、执行器、放大、控制和反馈、运算放大器、半导体和二极管、场效应晶体管、双极型晶体管、功率电子、运算放大器的内部电路、噪声和电磁兼容性、正反馈/振荡器和稳定性、数字系统、时序逻辑电路、数字器件、数字系统的实现、数据采集与转换、通信、系统设计。

本书第5版有如下重大的扩展和内容更新，以适应迅速变化的电子领域的发展：
新增了第10章“电动机和发电机”。
第25章“时序逻辑电路”中新增了25.9节“时序逻辑电路的设计”。
第26章“数字器件”中增加了26.5.6节“CMOS复杂门电路的实现”。
第26章“数字器件”中新增了26.7节“数字系统的功率耗散”。
新增了第29章“通信”，包括模拟技术和数字技术。
对定时器、微机编程和片上系统（SoC）等主题进行了修订和扩展。
在每章结尾处增加了“进一步学习”的主题，其中很多是以现实世界中的问题为基础，且更具挑战性。

作者简介
尼尔· 斯多里（Neil Storey）　博士，英国华威大学工程学院教授，英国计算机学会（BCS）会员、工程与技术学会（IET）会员、特许工程师（CENG）、特许I.T.专业人员（CITP）。他不仅有多年的教学经验，还任嵌入式系统有限公司（Embedded Systems Limited）总经理，拥有丰富的行业经验。他著作颇丰，除了本书之外，代表作还有《Safety-Critical Computer Systems》《Electrical and Electronic Systems》。

[英]尼尔· 斯多里(Neil Storey) 著 英国华威大学：Neil Storey，博士，英国华威大学工程学院教授，英国计算机学会（BCS）会员、工程与技术学会（IET）会员、特许工程师（CENG）、特许I.T.专业人员（CITP）；他不仅有多年的教学经验，他还是嵌入式系统有限公司（Embedded Systems Limited）的总经理，拥有丰富的业界经验。他著作颇丰，除了本书之外，《Safety-Critical Computer Systems》《Electrical and Electronic Systems》是他的代表作品。

本书是英国华威大学Neil Storey副教授编著的一本电子学基础课程教材。本书1992年首版，2013年第5版出版，是按照自顶向下方法对电子学进行教学的一本教材。
本书内容涵盖电路、传感器与执行器、模拟电子电路、数字电路与系统、通信等与电子学相关的概念和基本方法，范围宽，内容详细，基本不需要电学的先修知识就能够很好地学习本书的内容。对于初学电子学的学生来说，本书是一本非常好的教材，可以帮助他们理解电子学的基本电路，为进一步学习奠定基础；对于学过电路等课程的学生来说，本书是一本回顾概念的参考书，尤其是对于即将进一步学习电路设计的学生或者参加电子电路、集成电路设计等专业研究生复试的学生，书中汇总的众多概念和方法非常有用。总之，本书全面介绍了电气工程和电子工程，是电子工程、电气工程和电气电子工程领域的宽口径初级参考教材。
受机械工业出版社华章分社的委托，我们对本书第5版进行了翻译。参加翻译工作的有李文渊、梁勇、王显海等，李文渊对译稿进行了全面审核，孟桥教授对全书进行了审校。参加翻译工作的还有王婉、王晏清、袁康、常颖、杨昭远、王成、朱磊等，在此一并致谢。
鉴于时间紧迫，译者水平有限，译文中难免有错误之处，敬请读者批评指正。

李文渊
2019年5月

出版者的话
译者序
前言
视频清单
致谢
第一部分　电路和元器件
第1章　基本电路和元器件2
　1.1　引言2
　1.2　国际单位3
　1.3　常用前缀3
　1.4　电路3
　1.5　直流电流和交流电流5
　1.6　电阻、电容和电感5
　1.7　欧姆定律5
　1.8　基尔霍夫定律6
　1.9　电阻的功耗6
　1.10　电阻串联7
　1.11　电阻并联7
　1.12　电阻分压器7
　1.13　正弦量8
　1.14　电路符号9
　关键点10
　习题10
第2章　电压和电流的测量11
　2.1　引言11
　2.2　正弦波11
　2.3　方波16
　2.4　电压和电流的测量17
　2.5　模拟电流表和模拟电压表18
　2.6　数字万用表20
　2.7　示波器21
　关键点24
　习题24
第3章　电阻和直流电路26
　3.1　引言26
　3.2　电流和电荷26
　3.3　电压源26
　3.4　电流源27
　3.5　电阻和欧姆定律27
　3.6　电阻串并联28
　3.7　基尔霍夫定律28
　3.8　戴维南定理和诺顿定理30
　3.9　叠加33
　3.10　节点分析法35
　3.11　回路分析法36
　3.12　电路联立方程组的求解39
　3.13　方法的选择39
　关键点40
　习题40
第4章　电容和电场43
　4.1　引言43
　4.2　电容器和电容43
　4.3　电容器和交流电压与交流电流44
　4.4　电容器的尺寸对电容值的影响45
　4.5　电场强度和电通量密度45
　4.6　电容串联与并联46
　4.7　电容上的电压和电流之间的关系47
　4.8　正弦电压和正弦电流48
　4.9　充电电容器中储存的能量49
　4.10　电路符号49
　关键点50
　习题51
第5章　电感和磁场52
　5.1　引言52
　5.2　电磁学52
　5.3　磁阻54
　5.4　电感54
　5.5　自感55
　5.6　电感器55
　5.7　电感串联和并联57
　5.8　电感上的电压和电流的关系57
　5.9　正弦电压和正弦电流58
　5.10　电感中储存的能量58
　5.11　互感59
　5.12　变压器60
　5.13　电路符号61
　5.14　电感在传感器中的使用61
　关键点62
　习题63
第6章　交流电压和交流电流64
　6.1　引言64
　6.2　电压和电流的关系64
　6.3　电感和电容的电抗65
　6.4　相量图67
　6.5　阻抗70
　6.6　复数记法71
　关键点75
　习题75
第7章　交流电路的功率77
　7.1　引言77
　7.2　阻性负载的功耗77
　7.3　电容的功率78
　7.4　电感的功率78
　7.5　含有电阻和电抗元件的电路的功率78
　7.6　有功功率和无功功率79
　7.7　功率因数纠正80
　7.8　三相系统81
　7.9　功率测量82
　关键点82
　习题83
第8章　交流电路的频率特性84
　8.1　引言84
　8.2　双端口网络84
　8.3　分贝（dB）85
　8.4　频率响应87
　8.5　高通RC网络87
　8.6　低通RC网络90
　8.7　低通RL网络92
　8.8　高通RL网络93
　8.9　RC网络和RL网络的比较93
　8.10　波特图94
　8.11　多级电路组合使用的效果95
　8.12　RLC电路和谐振97
　8.13　滤波器101
　8.14　寄生电容和寄生电感103
　关键点104
　习题104
第9章　瞬态特性106
　9.1　引言106
　9.2　电容充电和电感储能106
　9.3　电容放电和电感释放能量109
　9.4　一阶系统的全响应110
　9.5　二阶系统114
　9.6　高阶系统115
　关键点116
　习题116
第10章　电动机和发电机118
　10.1　引言118
　10.2　简单的交流发电机118
　10.3　简单的直流发电机119
　10.4　直流发电机120
　10.5　交流发电机122
　10.6　直流电动机122
　10.7　交流电动机123
　10.8　交直流两用电动机124
　10.9　步进电动机124
　10.10　总结125
　关键点126
　习题126
第二部分　电子系统
第11章　电子系统128
　11.1　引言128
　11.2　系统工程方法128
　11.3　系统129
　11.4　系统输入和输出129
　11.5　物理量和电信号130
　11.6　系统框图131
　关键点133
　习题133
第12章　传感器134
　12.1　引言134
　12.2　传感器性能的描述135
　12.3　温度传感器136
　12.4　光传感器137
　12.5　压力传感器138
　12.6　位移传感器138
　12.7　运动传感器142
　12.8　声音传感器142
　12.9　传感器接口143
　12.10　总结145
　关键点146
　习题146
第13章　执行器148
　13.1　引言148
　13.2　热执行器148
　13.3　光执行器148
　13.4　力、位移和运动执行器149
　13.5　声音执行器151
　13.6　执行器接口151
　13.7　总结152
　关键点153
　习题153
第14章　放大155
　14.1　引言155
　14.2　电子放大器156
　14.3　源和负载157
　14.4　放大器的等效电路158
　14.5　输出功率161
　14.6　功率增益162
　14.7　频率响应和带宽163
　14.8　差分放大器164
　14.9　简单的放大器166
　关键点166
　习题167
第15章　控制和反馈168
　15.1　引言168
　15.2　开环和闭环系统168
　15.3　自动控制系统169
　15.4　反馈系统170
　15.5　负反馈172
　15.6　负反馈的影响174
　15.7　总结176
　关键点177
　习题177
第16章　运算放大器179
　16.1　引言179
　16.2　理想运算放大器180
　16.3　基本的运算放大器电路180
　16.4　其他电路183
　16.5　实际的运算放大器188
　16.6　运算放大电路元件值的选择191
　16.7　反馈对运算放大器电路的影响192
　关键点195
　习题195
第17章　半导体和二极管197
　17.1　引言197
　17.2　固体的电学性质197
　17.3　半导体198
　17.4　pn结199
　17.5　二极管202
　17.6　半导体二极管202
　17.7　专用二极管208
　17.8　二极管电路210
　关键点214
　习题215
第18章　场效应晶体管216
　18.1　引言216
　18.2　场效应晶体管概述216
　18.3　绝缘栅型场效应晶体管217
　18.4　结型场效应晶体管219
　18.5　场效应晶体管特性219
　18.6　场效应晶体管放大器225
　18.7　场效应晶体管的其他应用240
　18.8　场效应晶体管电路实例244
　关键点246
　习题247
第19章　双极型晶体管249
　19.1　引言249
　19.2　双极型晶体管概述249
　19.3　双极型晶体管的工作原理251
　19.4　简单的放大器252
　19.5　双极型晶体管的特性253
　19.6　双极型晶体管放大器电路259
　19.7　双极型晶体管应用284
　19.8　电路实例286
　关键点288
　习题289
第20章　功率电子291
　20.1　引言291
　20.2　双极型晶体管功率放大器291
　20.3　放大器的分类294
　20.4　功率放大器296
　20.5　四层器件300
　20.6　电源和稳压器303
　关键点307
　习题308
第21章　运算放大器的内部电路309
　21.1　引言309
　21.2　双极型晶体管运算放大器309
　21.3　CMOS运算放大器314
　21.4　BiFET运算放大器318
　21.5　BiCMOS运算放大器318
　关键点319
　习题319
第22章　噪声和电磁兼容性320
　22.1　引言320
　22.2　噪声源321
　22.3　噪声源的等效电路322
　22.4　双极型晶体管中的噪声323
　22.5　场效应晶体管中的噪声323
　22.6　信噪比323
　22.7　噪声系数324
　22.8　低噪声应用设计324
　22.9　电磁兼容性325
　22.10　电磁兼容性设计328
　关键点335
　习题335
第23章　正反馈、振荡器和稳定性336
　23.1　引言336
　23.2　振荡器336
　23.3　稳定性341
　关键点343
　习题344
第24章　数字系统345
　24.1　引言345
　24.2　二进制数和逻辑变量345
　24.3　逻辑门348
　24.4　布尔代数350
　24.5　组合逻辑351
　24.6　布尔代数表达式变换355
　24.7　逻辑函数的公式法化简357
　24.8　卡诺图法化简359
　24.9　Q-M化简法363
　24.10　传输延迟和冒险363
　24.11　数制和二进制算术运算365
　24.12　数码和字符码372
　24.13　组合逻辑电路设计实例376
　关键点382
　习题382
第25章　时序逻辑电路384
　25.1　引言384
　25.2　双稳态384
　25.3　单稳态391
　25.4　无稳态392
　25.5　定时器393
　25.6　寄存器395
　25.7　移位寄存器396
　25.8　计数器398
　25.9　时序逻辑电路的设计404
　关键点413
　习题414
第26章　数字器件416
　26.1　引言416
　26.2　门的特性417
　26.3　逻辑电路系列421
　26.4　TTL429
　26.5　CMOS438
　26.6　TTL和CMOS接口及不同电源电压下的逻辑电平447
　26.7　数字系统的功率耗散449
　26.8　数字系统的噪声和电磁兼容性450
　关键点454
　习题454
第27章　数字系统的实现456
　27.1　引言456
　27.2　阵列逻辑457
　27.3　微处理器473
　27.4　系统芯片495
　27.5　可编程逻辑控制器497
　27.6　实现方法的选择497
　关键点497
　习题498
第28章　数据采集与数据转换500
　28.1　引言500
　28.2　采样500
　28.3　信号重建501
　28.4　数据转换器501
　28.5　采样和保持门507
　28.6　复用507
　关键点510
　习题510
第29章　通信511
　29.1　引言511
　29.2　通信信道512
　29.3　调制514
　29.4　解调525
　29.5　复用525
　29.6　无线电接收机526
　关键点528
　习题528
第30章　系统设计529
　30.1　引言529
　30.2　设计方法529
　30.3　技术选择530
　30.4　电子设计工具533
　关键点536
　习题536
附录A　符号537
附录B　国际标准单位和前缀540
附录C　运算放大器电路542
附录D　复数545
附录E　部分习题答案548