任何与电子系统或元件打交道的人都会经常遇到“模拟”和“数字”这两个词。这句话到底是什么意思?模拟和数字之间的区别如何转化为物理电路的领域?
我们生活的物理环境的特点是模拟量也就是说，这些量以连续的方式变化，而不局限于少量的离散值。温度、位置、光强、声波、颜色、纹理——我们的世界充满了层次、位移和变化，它们不适合限制测量系统，如“开与关”、“小与大”、“黑与白”或“软与硬”。“当我们用图形直观地表示这些模拟量的值时，曲线将是平滑的。这些平滑变化的模拟曲线中最具代表性的是正弦曲线:
如果这个世界是一个模拟世界，为什么我们现在听到了那么多关于数字技术的消息?如果人类的经历从根本上来说仍然是模拟的，我们又怎能谈论“数字革命”呢?事实证明，当这些系统的电气部分存储、传输和处理信息时，使用的信号限制为两个值:on和off，也就是1和0，工程系统可以提供非常优越的性能和功能。
虽然“数字”一词一般指的是包含有限一组离散值的系统，但在现代电子学的语境中，“数字”意味着二进制。在二进制计算中，唯一可用的数字是1和0，这种数学结构通过使用数字电路转换到电子领域，在数字电路中，电压总是“高”或“低”。
在典型的单端数字电路中，a逻辑高信号的电压接近(理想情况下，等于)电路的电源电压，a逻辑低信号的电压接近(理想情况下，等于)电路的接地电压。由于接地节点是系统中所有电压的参考，我们说逻辑低是0v。因此，如果数字电路的供电电压为3.3 V，则该电路中的电信号将类似于在0v到3.3 V之间过渡的矩形波形:
在许多应用中，数字存储、传输和处理是如此具有优势，以至于电气工程师使用数字技术，即使这需要额外的电路来将模拟量转换成数字量，然后再将数字量转换成模拟量。我们将在后面的章节中学习更多关于模拟到数字转换器和数字到模拟转换器。
如今，电子设备的大部分活动都发生在集成电路中。因此，模拟电路和数字电路的区别，根源于模拟电路和数字电路的区别集成电路。
模拟和数字集成电路包含相同的基本元件:主要是晶体管，但也有二极管和无源元件。然而，在模拟集成电路中，晶体管是用来放大或产生连续变化的信号的。当我们偏见对于晶体管，我们创造电路条件使其能够对电压的微小变化做出适当的反应。例如，放大器集成电路的输入级可以采用MOSFET组配置如下所示;注意，电流源(I偏见)是偏置Q1和Q2晶体管。
下一个电路，称为Colpitts振荡器，使用偏置双极结晶体管来产生正弦信号。
相比之下，数字集成电路的设计方式允许输入信号将晶体管完全打开或完全关闭。尽管mosfet和BJTs都存在于模拟集成电路中，但数字集成电路中的绝大多数晶体管都是mosfet。设计人员将mosfet互连，以形成实现基本电路的相对简单的电路布尔逻辑函数,这些逻辑门然后可以作为更高层次的数字电路的构建模块，例如人字拖甚至对于非常复杂的电路，如微处理器。
