随着蔡少棠提出了忆阻器的概念以后，忆阻器被认为是除电阻器、电容器、电感器外的第四种基本电路元件，它描述了电路理论中磁通量φ和电荷量q之间的关系。在随后一段时间里忆阻器的研究没有太大的进展，直到2008年HP实验室制出了忆阻器实物才证实了蔡少棠的这一基本理论。因为忆阻器具有纳米级尺寸及记忆功能，在忆阻器模型分析、基础电路分析、电子元件设计、集成电路以及神经网络等方面得到了研究学者的关注，使得忆阻器具有广阔的应用前景。本文详细分析了忆阻器的特性、工作原理，推导了荷控忆阻器及磁控忆阻器的模型。在此基础上提出了一种荷控忆阻器的理论模型。然后对该模型进行了SPICE电路仿真，仿真结果和惠普实验室给出的忆阻器物理模型的特性曲线一致，相比于Hyongsuk Kim所提出的忆阻器模型，改进的忆阻器模型的优势在于Ro n、Ro ff的范围可调、等效―离子迁移速率‖可调。然后，本文研究了荷控忆阻器的电荷特性和频率特性，根据忆阻器的电荷特性和频率特性研究了读取忆阻器阻值的方法。在此基础上，设计了两种忆阻器阻值的写入电路：一种是基于开关转换的忆阻器阻值的写入电路，另一种是一个反馈式的忆阻器阻值写入电路。该忆阻器阻值写入电路由忆阻器、运算放大器、电压跟随器、单相半波整滤波电路和求差电路组成，通过高频信号上加载低频信号来实现忆阻器阻值的高精度写入。经过SPICE仿真实验的验证，该电路成功地实现了忆阻器阻值的高精度写入功能。仿真结果验证了设计的正确性。