第1节 从电气到电子
# 1. 介绍
这本书系列的第三卷“电路课”与前两卷不同，因为电路和电子电路之间的过渡正式交叉。电路是导线和其他设备的连接，从而使电荷均匀流动。电子电路为电路增加了一个新的维度，即通过另一个电信号（电压或电流）对电荷的流动施加某种控制手段。
# 2. 电子电路
就其本身而言，电荷流的控制对于电路的学生来说并不是什么新鲜事。开关控制电荷的流动，电位计也是如此，特别是当连接为可变电阻器（变阻器）时。在您的研究中，无论是开关还是电位器都不应成为您的新体验。那么，标志着从电气过渡到电子的阈值由如何定义电荷的流动受到控制，而不是电路中是否存在任何形式的控制。开关和变阻器根据机械装置的位置控制电荷的流动，机械装置由电路外部的一些物理力驱动。然而，在电子学中，我们正在处理能够根据另一种电荷流或通过施加静态电压来控制电荷流的特殊设备。换句话说，在电子电路中，电能够控制电。
# 3. 现代电子时代的历史
- 托马斯·爱迪生
现代电子时代的历史先驱是由托马斯·爱迪生于 1880 年在开发白炽灯时发现的。爱迪生发现一个小电流从加热的灯丝流向安装在真空外壳内的金属板。（下图（a））今天这被称为“爱迪生效应”。请注意，电池仅用于加热灯丝。如果使用非电热源，电子仍然会流动。
爱迪生效应，是美国著名的科学家托马斯·爱迪生1883年5月13日发现的，但却要从1877年说起。这一年爱迪生发明碳丝电灯之后，应用不久即出现了寿命太短的问题：因为碳丝难耐电火高温，使用不久即告“蒸发”，灯泡的寿命也完结了。爱迪生千方百计设法改进，1883年他忽发奇想：在灯泡内另行封入一根铜线，也许可以阻止碳丝蒸发，延长灯泡寿命。经过反复试验，碳丝虽然蒸发如故，但他却从这次失败的试验中发现了一个稀奇现象，即碳丝加热后，铜线上竟有微弱的电流通过。铜线与碳丝并不联接，哪里来的电流？难道电流会在空中飞渡不成？在当时，这是一件不可思议的事情，敏感的爱迪生肯定这是一项新的发现，并想到根据这一发现也许可以制成电流计、电压计等实用电器。为此他申请了专利，命名为“爱迪生效应”。
- 爱迪生效应
# 4. 真空二极管
到 1904 年，马可尼无线公司的顾问约翰·弗莱明发现，外部施加的电流（极板电池）仅沿一个方向从灯丝流向极板（上图 (b)），而不是反向（未显示）。本发明是真空二极管，用于将交流电转换为直流电。Lee DeForest 添加的第三个电极（上图（c））允许小信号控制从灯丝到板的较大电子流。
# 5. 三极管
从历史上看，电子时代始于三极管的发明，这是一种通过在管内的两个金属结构之间施加小电压来控制电子流通过真空流动的装置。对所谓的电子管或真空管技术有更详细的总结，可以在本书的最后一章中找到，供感兴趣的人阅读。
# 6. 晶体管
随着晶体管的发明，电子技术在 1948 年经历了一场革命。这种微型设备实现了与真空电子管大致相同的效果，但空间要小得多，材料也少得多。晶体管控制电荷通过固体半导体物质而不是通过真空的流动，因此晶体管技术通常被称为固态电子器件。