01 / 导读
导读
引用
Agarwal, A., & Lang, J. H. (2005). Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits. Morgan Kaufmann.
章节概要
全书共十六章。出版社的说法是，贯穿全书的组织思想是“抽象”：作者把电气工程和计算机科学看作创造并运用一层层抽象来管理构建电气系统的复杂性的艺术，计算机系统只是电气系统的一种。书中声明的目标是把电路与电子学合并为统一的论述，并使之与当代数字系统紧密相连。出版社还说，本书集中讨论当代MOS技术，用实际器件来说明概念，并为MIT开放式课程中的电路与电子学课程提供支持。
第1–4章：电路抽象；电阻网络；网络定理；非线性电路分析
开头四章从电路抽象本身出发，讲电路分析是什么。随后是电阻网络和网络定理，再到非线性电路的分析。
第5–8章：数字抽象；MOSFET开关；MOSFET放大器；小信号模型
第二部分把数字抽象放在实现它的器件之前。随后先把MOSFET作为开关引入，再作为放大器，之后是小信号模型。
第9–12章：储能元件；一阶瞬态；数字电路中的能量与功率；二阶电路中的瞬态
储能元件开启了全书的动态部分。一阶瞬态之后是关于数字电路中能量与功率的一章，然后是二阶电路中的瞬态。
第13–14章：正弦稳态；正弦稳态：谐振
两章讲正弦稳态，第二章专讲谐振。
第15–16章：运算放大器抽象；二极管
最后两章把运算放大器作为另一种抽象来介绍，并以二极管收尾。
核心概念
第1–4章：电路分析
- 电路抽象：用集总元件及其连接来为物理系统建模。
- 电阻网络与网络定理：分析线性电路的标准工具。
- 非线性电路分析：处理含非线性元件电路的方法。
第5–8章：数字抽象与MOS器件
- 数字抽象：把信号表示为两个电平，使数字系统能够容忍噪声。
- 作为开关和放大器的MOSFET：同一器件的两种工作方式。
- 小信号模型：用于放大器分析的线性化描述。
第9–16章：动态特性与其他器件
- 储能元件与瞬态：一阶和二阶响应。
- 数字电路中的能量与功率：从数字设计的角度看瞬态。
- 正弦稳态与谐振：对正弦输入的响应。
- 运算放大器抽象与二极管：书中最后两个主题。
评析
优点
- “抽象”这一条主线。 章节标题本身就体现了这一思想：电路抽象（第1章）、数字抽象（第5章）和运算放大器抽象（第15章）。读者可以在整个入门序列中沿着一个组织概念走下去。
- 数字与模拟并重。 作者在第5至8章就引入数字抽象和MOSFET，而不是把数字逻辑当作另一门课。出版社引用的评论者杜米特鲁·斯塔诺米尔（Dumitru Stanomir）称，本书开创了把模拟与数字电子学放在一起讲授的新路径，使人对实际电子学有更深的认识。
- 当代器件。 据出版社介绍，本书聚焦MOS技术，并用实际器件说明概念。
- 便于自学。 据出版社引用的报道，Elsevier曾让edX课程6.002x的学生免费使用本书的在线版本。
局限
- 一些经典主题出现较晚。 正弦稳态与谐振要到第13、14章才出现，二极管则排在最后的第16章。如果课程希望像许多电子学教材那样较早讲二极管，就得重新安排顺序。
- 顺序不同于常规。 本书把数字抽象和MOSFET（第5至8章）放在储能元件（第9章）之前，因此更适合围绕其思路设计的课程，不太适合先电路、后器件的常规顺序。
- 年代。 出版社的列表只显示一个版本，出版于2005年7月，因此未反映该领域之后的发展。
在课程中的定位
这是一门电路与电子学综合入门课的教材。Storey的 Electronics: A Systems Approach 是从整个系统出发、更温和的入门书，Fundamentals of Electric Circuits 则是全面的电路分析教材，在经典方法上走得更远。Agarwal与Lang更紧凑地覆盖同样的前期内容，同时加入了数字抽象和MOS器件。Microelectronics: An Integrated Approach 对半导体器件和电子设计讲得更深，因此是第6至8章的自然后续；Practical Electronics for Inventors 则用搭建和测试补充理论。Hayt与Buck的 Engineering Electromagnetics 提供电路模型背后的场论，Computer Organization and Design 则沿着数字这条线索通向处理器。
如何使用本书
本书面向电气工程和计算机科学专业的学生，以及数字与模拟系统的设计者。预期的基础是含电磁学的微积分基础物理和单变量微积分。
按顺序阅读第1至4章，然后读第5章理解数字抽象，再读讲MOSFET的第6至8章。第9至12章构成动态部分的核心。第13、14章和第15章可根据模拟方面的需要选读，需要更早用到二极管的读者可以提前读第16章。由于本书围绕一门电路与电子学课程来组织，结合各章做习题，并使用出版社提到的MIT开放式课程资料，效果最好。