空间辐射环境中的高能质子、中子、α粒子、重离子等都能导致航天器电子系统中的半导体器件发生单粒子效应,严重影响航天器的可靠性和寿命。在对电子元器件,尤其是宇航级微处理器进行抗辐射加固设计的过程中,需要一种方法能够对电路的辐射效应进行计算机的仿真模拟,而当前国内对单粒子效应的模拟方法停留在器件一级,严重制约了评估对象的规模,单粒子效应的电路级模拟方法成为抗辐射加固设计必须首先解决的问题。本文深入研究了单粒子效应的机理,在理论推导和解析分析的基础上,总结出一套单粒子效应的电路模拟方法,实现了模拟精度和时间开销上的折中。通过与文献中其它方法和试验数据的比较,验证了这种方法的实用性。论文的研究成果包括以下几点:一、在描述单粒子效应瞬态脉冲的Messenger经典双指数模型的基础上,量化了瞬态电流脉冲与偏压的关系,引入了描述晶体管偏压和瞬态电流关系的因子,能够更加真实的描述单粒子效应引起的瞬态电流脉冲。二、利用器件模拟软件DESSIS进行了深亚微米工艺下器件单粒子效应的3D数值模拟,通过对大量模拟结果进行数值拟合,确定了改进后双指数模型的参数,得到了瞬态电流脉冲和线形能量传输(LET)之间的关系表达式。三、利用该方法对普通未加固SRAM存储单元进行了单粒子翻转效应的电路模拟,得到了该单元的临界LET为0.49 MeV.mg-1.cm2,与文献[1]中预测的0.3-0.7 MeV.mg-1.cm2相符合。四、利用该方法对前人提出的七种设计加固的SRAM存储单元结构进行了单粒子翻转的电路模拟,权衡抗单粒子效应的能力、性能、面积、功耗等各方面的因素,选出了三种适合用于宇航级微处理器Cache设计的存储单元结构,准备流片测试。