单电子器件以其尺寸小、功耗低和速度快等特点，吸引了国内外大量的研究目光。而由两个纳米隧道结串联而成的单电子晶体管(SET)是至今研究得最多的单电子器件，在应用上也有了较大的突破。为了将工艺开发和理论研究有机的结合起来，实现理论指导实验的目的，本论文开展了单电子器件的模拟工作。 本论文以电容耦合的单电子晶体管为模型，开发了基于主方程方法的模拟器。其中，首先建立了器件稳态特性模拟器，并用实验测量结果验证了模拟结果的正确性；然后建立了器件瞬态特性模拟器，并提出了瞬态特性的变矩阵解析求解方法，该方法能够更精确的求出响应时间；最后给出了器件本征噪声的算法。本论文的工作主要包括以下几点：1.建立了金属基单电子晶体管的稳态特性模拟器，并研究了电容、电阻、温度以及电压等参数对器件特性的影响。 (1)在温度特性中，低温下库仑阻塞效应明显，高温下电子获得的热扰动能可以克服静电能，从而难以观察到明显的库仑阻塞效应。随着温度的升高，器件的开启电压减小。 (2)对于对称隧道结组成的单电子晶体管，电容值确定I-Va曲线的开启电压，栅电容确定I-Vg振荡曲线的振荡周期。 (3)对于不对称隧道结组成的单电子晶体管，1-Va曲线为明显的库仑台阶形状，而I-Vg振荡曲线不再对称。 (4)在与实验测试结果比较中，无论是电导特性还是跨导特性，模拟结果与实验结果都能较好的吻合，从而验证了模型的正确性。 2.建立了金属基单电子晶体管的瞬态特性模拟器。通过求解含有时间的主方程，获得了单电子晶体管的瞬态特性；并在此基础上，采用变矩阵解析法获得了更为精确的单电子晶体管的响应特性的模拟结果。 3.完成了单电子晶体管本征噪声的计算。在稳态特性模型基础上，使用物理量的加权均方根计算了单电子晶体管的本征噪声，分析了噪声在不同电阻值下随Va和温度的变化趋势。