近年来,非晶半导体薄膜晶体管（thin-film transistor,TFT）由于具有良好的机械柔韧性、与任意基板的兼容性、低成本和低温下大面积可加工性等特点,成为了学术研究和工业应用的热点,广泛应用于可穿戴传感器、医用贴片、可弯曲显示器和一次性射频识别（radio frequency identification,RFID）标签等。TFT电路设计复杂度远小于硅集成电路。然而现有的商业化EDA工具通常是为复杂硅集成电路开发的,而且由于材料特性的差异,TFT的电学特性与金属氧化物场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET）有很大差别,传统的MOSFET模型并不适用于TFT技术,因此目前的TFT电路设计主要通过手动设计实现,往往耗时且不能实现电路的最佳性能。为了提高TFT电路设计的效率,需要一套专门针对各种TFT技术的设计工具,主要包括TFT紧凑性器件模型、电路分析模型等。目前TFT器件及电路分析模型的研究往往集中在阈值以上区域,而随着人们对能源的需求急剧增加,低功耗设计技术成为一个日益重要的需求,这对TFT亚阈值区域的准确建模提出了更高的要求。本文将亚阈值电流分为与栅电压呈指数关系的扩散电流和与栅电压呈幂律关系的漂移电流,分别进行推导,最后通过连接函数组合成为一个连续的解析公式,建立了在亚阈值区域具有更高准确度的TFT紧凑性器件模型。然后基于该器件模型建立了两种单极性反相器的输入输出模型,并对反相器的重要性能指标——噪声容限、电压增益、传播延迟时间进行了计算,得到了可以描述电路性能的重要指标与工艺参数、设计参数之间关系的电路分析模型。最后,通过与实验数据、仿真结果对比,验证了器件模型与电路分析模型的准确性和实用性。该模型可以有效地指导电路设计,对于实现TFT技术的广泛应用具有重要意义。