电流模逻辑电路由于其功耗只与电源电压和偏置电流有关,经常被应用于高速场合。本论文在传统双轨电流模逻辑电路的基础上,通过分析其工作原理、性能指标以及设计参数等方面的特点,设计出电流模逻辑电路的单轨结构,并分析其设计参数以及性能指标与双轨结构的不同。由于单轨结构采用晶体管并联结构,减小了电流模电路的延时,从而使电路的功耗延时积减小。另外,将近阈值设计技术以及功控休眠技术等低功耗设计方法应用于单轨电流模逻辑电路中,从而减小单轨逻辑电路的静态功耗,达到电路的低功耗设计要求。论文主要分为以下几个部分：1、介绍电流模逻辑电路的双轨结构,分析其工作原理以及性能参数,设计出双轨逻辑基本门电路以及复杂组合、时序电路,为设计电流模逻辑的单轨结构做准备。2、根据双轨结构的特点,设计出电流模逻辑的单轨结构,并分析其工作原理以及设计参数,在此基础上设计出单轨逻辑的基本门电路、1位全加器、十进制计数器以及4位超前进位加法器。除此之外,比较单双轨逻辑电路的功耗、延时以及功耗延时积的大小,得出单轨逻辑电路比双轨逻辑更适合应用于高速场合。3、根据单轨电流模逻辑结构的特点,将近阈值设计技术应用于单轨电路中。通过分析单轨结构电路特点以及应用性能优化算法,计算出近阈值单轨逻辑电路的最小工作电压,从而使电路的性能达到最优。进一步比较近阈值条件下单双轨电路以及静态CMOS逻辑电路的性能参数。结果表明将近阈值设计技术应用于单轨电流模逻辑电路中可以达到低功耗设计要求。4、将功控休眠技术应用于单轨逻辑电路中,分析出功控条件下单轨电流模逻辑电路在工作和休眠状态下的能耗等效图,并研究单轨结构中晶体管尺寸对功控电路功耗的影响。比较功控条件下单双轨逻辑与静态CMOS逻辑的性能参数,结果表明功控单轨逻辑较双轨逻辑和静态CMOS逻辑在功耗方面有优势。