超导转变边缘传感器(TES)作为拥有光子数分辨能力、高探测效率及低暗计数等优势的高灵敏度低温探测器,已在各个相关领域得到迅速发展。随着TES应用规模的不断扩大,我们需要借助能支持TES模型的电子设计自动化(EDA)工具对TES行为进行深入研究。但是由于缺少能精确预测TES行为的器件模型,目前并不存在支持TES研究的EDA工具。当前的研究方法如小信号模型和拟合曲线模型都存在应用局限性而无法满足TES研究需要,所以不适合集成到EDA工具中对TES电路进行优化和器件辅助设计等工作。TES作为高度非线性的电热器件,具有复杂的物理行为,本文中我们采用超导二流体理论作为TES器件建模的理论基础。同时利用SPICE基础元件多项式控制源成功构建了TES等效电阻模型,TES等效电阻模型具有广泛的应用基础能在各种EDA仿真器中得到集成使用。同时为了扩大TES器件模型在不同工作条件下的实用性,我们又建立了TES IV关系模型,Ⅳ关系模型使用PSPICE高级建模功能模拟行为建模技术(ABM)作为建模工具,整个建模过程相对简单且方便使用。总体来说,我们TES电阻模型和Ⅳ关系模型只依赖于TES器件参数不局限于小信号模型,同时这些参数具有清楚的物理意义且易被测量。我们将TES等效电阻模型和Ⅳ关系模型集成到先进的EDA设计工具如CADENCE和OrCAD中并形成模型符号,使得TES仿真应用方便快捷。TES仿真结果与已发表实验数据相当符合,说明我们TES器件模型能够准确预测TES电路行为。同时通过不同仿真应用我们详细讨论了TES器件模型在研究TES行为和电路优化中所起到的作用。我们也具体给出了TES温度灵敏度α和电流灵敏度β与TES器件参数及稳态工作点的依赖关系,这是小信号模型和拟合曲线模型无法做到的。交变电压偏置TES电路是频分复用(FDM)技术的关键部分,与直流电压偏置模式下的TES行为特征有明显不同。本文中我们利用TES器件模型对交变电压偏置下TES行为和信号响应进行了详细说明。最后我们介绍了基于Al/Ti双层膜TES的实验测量工作。