PCB电流与信号完整性设计

　　出版者的话
　　译者序
　　前言
　　第一部分　电流的性质
　　第1章　电子和电荷 2
　　1.1　电子流 2
　　1.2　原子结构 3
　　1.3　绝缘体 4
　　1.4　电荷场 4
　　1.5　磁场 5
　　1.6　驱动电流的力 6
　　1.7　电压与电流 8
　　1.8　电流方向 9
　　1.9　半导体空穴流 9
　　第2章　基本的电流概念 11
　　2.1　电流类型 11
　　2.2　传播速度 16
　　2.3　电路的时序问题 18
　　2.4　电流的度量 20
　　2.5　测量技术 28
　　2.6　热、噪声和电流阈值 32
　　第3章　基本的电流定律 34
　　3.1　电流在回路中流动 34
　　3.2　回路中的电流处处恒定 34
　　3.3　欧姆定律 35
　　3.4　基尔霍夫第一定律 36
　　3.5　基尔霍夫第二定律 37
　　第二部分　基本电路中电流的流动
　　第4章　电阻电路 40
　　4.1　电阻率 40
　　4.2　电阻的电流和相位 41
　　4.3　串联电阻 42
　　4.4　并联电阻 42
　　4.5　功率和能量 43
　　4.6　电阻分压器 44
　　第5章　电抗电路：电容器和电容 46
　　5.1　电容的性质 46
　　5.2　电容的定义 46
　　5.3　电流“通过”电容器 47
　　5.4　AC电流“通过”电容器 47
　　5.5　位移电流 48
　　5.6　电容的欧姆定律 48
　　5.7　容抗与频率的关系图 49
　　5.8　电容的相移 49
　　5.9　电容器的组合形式 51
　　5.10　电容器功耗 52
　　5.11　电容公式 52
　　第6章　电抗电路：电感器和电感 53
　　6.1　电感的性质 53
　　6.2　电感的定义 54
　　6.3　DC电流“通过”电感器 55
　　6.4　AC电流“通过”电感器 55
　　6.5　电感的欧姆定律 56
　　6.6　感抗与频率的关系图 56
　　6.7　电感相移 57
　　6.8　电感器的组合形式 58
　　6.9　电感器功耗 59
　　6.10　电感的一般公式 59
　　6.11　趋肤效应 59
　　第7章　电抗电路：谐振 61
　　7.1　串联谐振 61
　　7.2　并联谐振 63
　　第8章　阻抗 65
　　8.1　阻抗的含义 65
　　8.2　阻抗的大小 65
　　8.3　阻抗相位 67
　　8.4　串联RLC电路示例 69
　　8.5　并联RLC电路示例 72
　　8.6　功率因数 74
　　8.7　谐振时的RLC电路 74
　　8.8　谐振点附近R的影响 75
　　8.9　阻抗的组合形式 76
　　第9章　实际元件和寄生效应 78
　　9.1　电阻器 78
　　9.2　电感器 78
　　9.3　电容器 79
　　9.4　元件间的耦合 79
　　9.5　自谐振 79
　　第10章　时间常数和滤波器 83
　　10.1　RC时间常数 83
　　10.2　L/R时间常数 86
　　10.3　RC滤波器 88
　　10.4　品质因数Q 91
　　第11章　变压器 93
　　11.1　磁场回顾 93
　　11.2　耦合效率—铁心 95
　　11.3　耦合效率—频率限制 95
　　11.4　耦合效应—匝数比 96
　　11.5　电流和阻抗比 97
　　11.6　变压器损失和效率 98
　　11.7　绕组极性：楞次定律 99
　　第12章　差分电流 100
　　12.1　概念 100
　　12.2　一些说明 101
　　12.3　差模和共模（奇模和偶模） 102
　　12.4　模式转移或转换 103
　　第13章　半导体 105
　　13.1　电子壳层回顾 105
　　13.2　半导体掺杂 105
　　13.3　半导体二极管结 106
　　13.4　齐纳二极管 107
　　13.5　通过二极管的电流 108
　　13.6　双极晶体管 109
　　13.7　场效应晶体管 110
　　第三部分　电压源和电流源
　　第14章　电压源和电流源 114
　　14.1　基本电压源和电流源 114
　　14.2　理想电压源和电流源 114
　　14.3　等效电路 114
　　第四部分　电路板上的电流
　　第15章　电流在电路板上的流动 118
　　15.1　信号电流 118
　　15.2　电源电流 118
　　15.3　返回电流 119
　　第16章　电流和走线温度 120
　　16.1　基本概念 120
　　16.2　历史背景 121
　　16.3　各种关系 122
　　16.4　熔断电流 123
　　第17章　电流反射 124
　　17.1　一个命题 124
　　17.2　基本问题 124
　　17.3　临界长度 125
　　17.4　传输线 126
　　17.5　终端 128
　　17.6　反射系数 129
　　17.7　耦合影响阻抗的方式 130
　　17.8　电流如何流动 134
　　17.9　差分电流如何流动 135
　　第18章　耦合电流/EMI/串扰 137
　　18.1　基本概念 137
　　18.2　天线 138
　　18.3　EMI 139
　　18.4　串扰 140
　　第19章　电流分布和旁路电容 147
　　19.1　问题的本质 147
　　19.2　传统方法 149
　　19.3　电源分布阻抗方法 150
　　19.4　采用哪种方法 155
　　第20章　随频率变化的电阻和有损传输线 157
　　20.1　趋肤效应 157
　　20.2　介质损耗 160
　　20.3　传输线损耗 161
　　第21章　电流和过孔 164
　　21.1　过孔功耗 164
　　21.2　过孔电感 165
　　21.3　过孔特征阻抗 166
　　21.4　过孔内的反射 167
　　21.5　盲孔和埋孔  169
　　第22章　电流和信号完整性 170
　　22.1　历史视角 170
　　22.2　PCB设计规则 171
　　22.3　差分走线设计规则 176
　　22.4　过孔设计规则 177
　　22.5　相信这些设计规则的原因 177
　　附录A　电流和麦克斯韦 179
　　附录B　眼图 181
　　附录C　电路板的消亡 183

　　Douglas Brooks， 曾获斯坦福大学电子与电气工程专业学士和硕士学位，华盛顿大学的博士学位。他有40余年的电子行业从业经验，涉及的职位小到空间项目的电路设计工程师，大到UltraCAD公司的总裁，这也是他自己的公司，在过去的20余年里，他一直在这家西北太平洋地区领先的PCB设计服务公司里担任总裁。　　Brooks在职业生涯中发表了数百篇文章。在2003年，他还出版了《Signal Integrity Issues and Printed Circuit Board Design 》（Prentice Hall）一书。　　Brooks在圣地亚哥州立大学任教过三年，还在华盛顿大学担任过一年的访问副教授。在过去超过15年的时间里，他在世界各地举办了大量有关PCB设计中信号完整性的研讨会。

　　《PCB电流与信号完整性设计》着重物理概念，避免复杂的数学推导，阐述了基本电路的电流源、电流造成的信号完整性问题，以及如何解决串扰和电磁干扰问题。主要内容包括：温度、PCB传输线、反射、耦合电流、功率分配、趋肤效应、介电损耗和通孔等，并给出了每个常见问题的实用设计方案。本书适合作为电子与通信工程及其相关专业的教材。对于从事集成电路设计、系统设计的工程技术人员来说也是一本很好的参考书。