随着半导体晶体管特征尺寸的不断减小,其尺寸逐渐接近理论极限值,集成电路的发展受到了极大制约。忆阻器作为与电阻、电容和电感并列的第四种基本电路元件,具有非易失性、动态阻变、高集成度、低功耗、CMOS兼容等特性,是构建数字集成电路的理想元件之一,有望为电子行业的发展带来新的突破。本文对忆阻器的概念、特性、发展以及应用进行了介绍和总结,并针对现有触发器电路所存在的一些问题,如存储的数据在断电后会丢失以及电路较为复杂等,结合忆阻器的独特性质,提出了基于阈值忆阻器的全新结构的触发器电路,包括SR触发器、D触发器、T/T’触发器、JK触发器,不仅实现了现有的触发器功能,还简化了电路结构,同时忆阻器的非易失性使得触发器电路在断电时也不会丢失数据,十分适用于电源供应不稳定或需要休眠的场景。本文还对基于忆阻器的触发器电路的应用进行了研究,通过触发器之间的组合实现了结构更加复杂的两类典型时序逻辑电路,即多种不同功能的计数器和寄存器,如异步/同步二进制计数器、异步五进制计数器、基本寄存器以及移位寄存器,并通过HSpice仿真检验了理论的正确性。本文的研究在忆阻器与CMOS集成的基础上为新型数字电路结构的设计提供了新的思路,拓展了忆阻器的应用范围。