半导体器件及其组成的集成电路是电子设备的基本单元。半导体技术的不断进步,使得电路的集成程度越来越高,促进了集成电路技术的快速发展,这极大的改进了电子设备的性能,更加满足人们对科技快速进步的需求。集成电路技术的发展反过来促进了半导体技术研究的不断向前。计算机模拟在半导体技术的研究过程中为工程实践提供了可靠的参考和指导,具有至关重要的作用,因此,研究半导体器件的仿真模拟有着十分重要的现实意义。本文以场效应管为研究对象,详细介绍了时域谱元法模拟分析场效应管瞬态电热特性的过程。主要成果包括以下几个方面：首先,以硅基金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)为例,推导了漂移-扩散模型方程的时域谱元法表达式,耦合求解模型方程,得到了瞬态信号下MOSFET的电特性；推导了热传导方程的时域谱元法表达式,通过求解热传导方程,得到了瞬态信号下MOSFET的热效应。在此基础上考虑温度对如碰撞电离项、迁移率等参量的影响,实现了对MOSFET瞬态电热特性的耦合模拟。其次,以砷化镓(GaAs)金属-半导体场效应管(MESFET)为例,推导了含肖特基接触边界条件的漂移-扩散模型方程的时域谱元法表达式,模拟了瞬态信号下GraAs MESFET的瞬态电热特性；以砷化镓(GaAs)/硅(Si)金属-半导体场效应管(MESFET)为例,推导了含热离子散射边界条件和肖特基接触边界条件的漂移-扩散模型方程的时域谱元法表达式,模拟了瞬态信号下GaAs/Si MESFET的瞬态电热特性。最后,介绍了一种将场效应管模型方程和外电路约束条件联合求解的方法,详细介绍了试探解的选取,模拟了一个N沟道MOSFET共源放大电路的基本特性和MOSFET在电路中正常工作时的瞬态电热特性。