石墨烯因其独特的电子和结构特性,近年来引起了国际上相关领域学者广泛的关注和研究。这种单原子层厚的二维平面晶体材料表现出一系列优异性能:如室温下高电子迁移率、高热导率和光学透过率、化学惰性等。随着集成电路飞速发展以及摩尔定律极限逼近,石墨烯有望开启“后硅基”时代。石墨烯场效应管是在石墨烯的基础上,将石墨烯作为沟道导电材料的一种新型场效应管器件,其结构和性能不同于传统场效应管。本文在现有石墨烯场效应管结构以及直流模型的基础上,对微掺杂硅衬底石墨烯场效应管器件进行建模研究,深入探讨微掺杂硅衬底石墨烯场效应管的工作机理以及器件的性能分析。首先,本文提出了微掺杂硅衬底石墨烯场效应管理论模型。在现有石墨烯场效应管直流模型的基础上,引入硅场效应管开启电压VTH的概念,针对微掺杂硅衬底石墨烯场效应管提出相应模型。模型通过沟道总电荷密度（石墨烯沟道与硅衬底表面）计算漏源电流,再定性了分析电极电压与沟道电荷密度分布关系,从理论上解释了硅衬底开启电压对沟道电荷的影响,建立了微掺杂硅衬底石墨烯场效应管初步理论模型。其次,本文针对提出的微掺杂硅衬底石墨烯场效应管数学模型进行实验验证和参数影响分析。参数分析环节,为方便数值计算,对模型作相应简化,利用简化后模型对微掺杂硅衬底石墨烯场效应管的本征参数影响进行了分析,包括狄拉克电压Vgs0,相对介电常数εr,接触电阻Rc,电子/空穴迁移率μe/μp。实验验证环节,对比了已有微掺杂硅衬底石墨烯结构对应的实验数据,直流数学模型数据与实验数据的对比吻合较好,也验证了提出的微掺杂硅衬底石墨烯场效应管模型的准确性。利用已有的初步模型,从理论上解释了微掺杂硅衬底石墨烯场效应管的饱和电流现象。本文最后利用微掺杂石墨烯场效应管模型分析和计算了其小信号模型。小信号模型涉及本征参数跨导gm,漏电导gds,栅源电容Cgs,栅漏电容Cgd,除了本征器件部分外,还包括源漏串联电阻Rs和Rd。在这些参量计算的基础上,给出了微掺杂硅衬底石墨烯场效应管截止频率和最大震荡频率的计算公式并分析了提高截止频率的方法。