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传统存储技术由于自身机理限制已不能满足大容量、低功耗、高速度、高可靠性的要求，因此出现很多新型存储器。集成电路工艺特征尺寸继续减小，相变存储器低功耗、大容量、高速度等的优势将愈加显现，引起国内外的广泛研究，取得诸多成果。但相变存储器要实现产业化，还有问题没有解决，如编程电流过大，多次编程后可靠性降低等，也没有实用的电路模型。相变存储器要广泛应用，实用的电路模型是不可或缺的。本文针对这种情况，进行如下研究: 1.新型相变存储器电路模型的开发。 (a)根据半导体理论和载流子跳跃传导理论建立相变材料晶态和非晶态的电流电压公式，依据隧穿效应研究非晶态的阈值转换效应，由存储单元读写过程中的电势分布和温度分布将存储单元分为不同区域，以在模型中引入几何参数。 (b)温度描述中，在存储单元的不同区域使用不同的温度，并考虑不同材料界面处存在的热阻。从相变过程的微观机理出发，建立单个晶核的形成模型后推导晶核增长的方程，由此得到材料的结晶模型。为适应电路模型的需要，本模型根据材料的结晶特性对方程进行了简化。 (c)完成整个模型的参数校对与收敛调试后，分别进行区域数为1、3、4、8时模型校对与特性分析，结果显示区域数基本不影响存储单元的电流电压特性，却能更全面的反映存储单元的温度与结晶情况。 2.相变存储器电路模型的应用。 (a)不同几何尺寸的存储单元的操作特性。集成电路工艺特征尺寸减小，相变存储单元的尺寸也减小。本文针对蘑菇型单元结构，模拟不同相变材料半径、厚度和底电极半径时存储单元的操作特性，模型计算结果符合理论推算。 (b)不同温度环境下存储单元的操作特性。芯片必须能在不同的温度条件下工作，尤其是存储器。本文选取室温附近不同的温度环境进行存储单元的操作模拟。 (c)在驱动电路中验证模型的功能。从基准电压源出发，设计具有读写功能的存储器驱动电路，并和存储单元模型联合仿真。