【资料】信号完整性问题和印制电路板设计

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描述正负电荷的库仑定律(1785年)使Charles Augustin de Coulomb (查尔斯.奥古斯
丁.德.库仑)闻名于世。在从那时起到James Clerk Maxwell (詹姆士.克拉克.麦克斯韦)
发表著名的麦克斯韦方程(1873年) 的一个世纪中，电子学得到了迅速的发展。本书的这一
部分内容涵盖了电子学的基本概念，从最基本的定义(电子的流动形成电流)入手，一直到
阻抗是幅值和相移的复函数。其间我们将讨论许多基本问题，包括电阻、电容和电感的本质，
它们的各种组合，波形的基本概念，简单电路和时间常数等。当然目的不是要让读者成为-
名工程师，那样的话这些内容还远远不够。我们的目的是给出-些背最知识，以便读者能够
* t& N1 y( F6 o& p理解在第二部分中所讨论的概念。
第1章电子学概念
) d& G/ G( a. i1.1 电流
电子的流动形成电流。
这是一句至理名言。但是它的简洁掩盖了它的重要性和意义。几乎每- - 个电子学中的基
本定义都是建立在它之上，并且几乎每一个信号完整性中的问题也都可以在电子的流动中找
到理论依据，尤其是当电子流动快速变化时。如果让我指出本书中两个最重要的概念，这将
3 A1 }+ J+ y( I是其中之一(另外一个是欧姆定律)。
7 b% A( b/ j( }0 l2 [- k; V现在我们来看一-下什么是电子。 在20世纪初，人们提出了一种原子模型， 这种原子模型由
包含质子和中子的原子核以及一层或多层的电子外壳所构成(见图1-1)。因为它形似-颗中心
* N) p" e  P. R: D  }5 ~% X恒星，周围围绕着几个行星，所以这种模型叫做行星模型。质子带正电，电子带负电。因为净
电荷必须是零(在-一个稳定的状态下)，所以原子中质子的數量和电
" q  h! [6 L6 J& G子的数量必然相等。原子的原子序数表示原子核中质子的个数(同
5 @- r8 ^+ C4 A% o& o( ~样也是电子的个数)，原子量表示原子核中质子和中子的个数之和。
% G* ?2 G! @% {, _4 ]我们用图描述电子在外壳或轨道上环绕原子核作圆周。每一-壳
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1 [" F9 ~; R8 D/ ?# o7 i: E7 @层都有所能容纳的最大电子数量，比如说最内层最多只能容纳两个
9 A! s) F* `& `; z4 O7 G电子。当某一层或轨道被填满后，电子开始占据外面的一-层(实际
$ @$ `7 f0 Z( i- u8 D* }上，这些层更像能量状态而不是物理位置，但是我们不知道怎样才
9 I) F/ X& d* ]' o9 A. c3 r图1-1原子的行星模型
能清楚的把能量状态用图描绘出来)。这样，最基本的元素氢有1个
; \; M- I, B, W# n( [质子和1个电子，它的原子序数是1，电子存在于最内层。氦元素有2个质子，2个电子，原子
8 r0 r  `0 |% e8 F序数是2.它的电子完全填满位于最内层的轨道。锂的原子序数是3，有3个质子和3个电子，3
. b& D) B. a! g- X" c) g& F, P4 J个电子中的2个占据最内层，第3个占据第2层。

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