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非晶硅薄膜晶体管（a-si:H TFT）作为开关元件以及驱动电路广泛的应用于显示领域，有着广阔的应用前景。本文的研究目标是对a-si:H TFT器件的电流特性和温度特性进行分析，且基于表面势建立电流-电压(I-V)的统一模型。非晶硅薄膜的定域态密度分布，对a-si:H TFT的电学特性起着重要的影响。能带中连续的、双指数分布模型是a-si:H TFT定域态密度分布的一个有效描述。本文所得到的表面势的计算、电流-电压统一模型、温度效应以及双栅a-si:H TFT的分析推导都是基于同时考虑深能态和带尾态的双指数分布的描述。基于表面势的方法提供了基于物理的建模思路。本文通过在泊松方程中同时考虑深能态和带尾态浓度，建立了关于表面势的隐含方程，该隐含方程描述了表面势跟栅压的函数关系。结合有效温度的概念，本文建立了a-si:H TFT的统一的电流电压模型，模型可不分区的描述包括亚阈值区、线性区以及饱和区等a-Si:H TFT的所有工作区域。该模型成功地解释了定域态对各个区域特性的影响，特别是在高的源漏电压下出现的饱和现象。同时，本文对有效温度随表面势的变化进行了分析，得知有效特征温度综合体现了深能态、带尾态、自由电子随外加栅压的变化，且不需分开去讨论带尾态和深能态。在不同电压下考虑不同的载流子浓度主导项，得到了计算自由载流子量的简易方法，与实验数据的对比证明了该方法能够正确的得到载流子浓度随表面势的变化关系。在实际应用中，a-Si TFT的电学特性受到温度的影响，基于表面势，本文对其温度效应进行了分析，得到了a-Si TFT电学特性与温度的变化关系。针对显示中对开口率的要求，并基于单栅电学特性，建立了双栅a-Si TFT的电流电压统一方程，分析了前背沟道电势随栅压的变化关系。结果表明，由于前背沟道的电荷耦合效应，双栅a-Si TFT体现出很多不同于单栅a-Si TFT的电学特性。