电流型电路具有高速度、宽带宽、失真小、低功耗、低工作电压、易于实现多值逻辑电路等优点,因而受到国际学术界的广泛关注。但对传统的数字代数系统理论研究后发现,尚缺乏系统的适合于电流型电路的设计方法,传统的逻辑函数表示方法,并不完全符合电流信号的运算特点。因此,如何构建、提出一个更适用于电流型电路的代数系统理论和设计方法,对于电流型电路的研究具有重要的理论意义与实际价值。本文根据电流信号易于实现算术运算的特点,定义了阂算术运算及非负运算,证明了阈算术运算与算术运算一起构成完备运算集。建立了一个适合于电流型电路设计的阈算术代数系统,并在阈算术代数系统中定义和图为阈算术函数的图形表示。提出了适合于I2L电路及电流型CMOS电路的设计方法,并根据阈算术代数系统及和图方法设计二值、多值I2L电路及电流型CMOS电路。以阈算术代数系统为理论指导,论文又进一步研究了控阈技术在电流型电路中的应用,提出了基于阈算术代数系统的电流型电路控阈技术,并应用控阈技术设计了I2L电路及电流型CMOS电路。采用TSMC0.18μm工艺参数的HSPICE模拟结果表明,所设计的电路具有正确的逻辑功能。本文提出的基于阈算术代数系统及和图的设计方法,使电流型电路的设计变得简单、规范和高效。