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在VLSI的设计中，为了提高电路的性能价格比，较为重要的一点就是考虑节省芯片面积。由于SOI技术除了功耗低、速度快等特性外，还具有寄生电容小、无闩锁效应、抗辐照耐高温等突出优点。本文提出一种可以实现单管多驱动的横向多栅极SOI MOS器件结构，并且应用于神经元的突触电路和匹配电路设计中，以横向多栅极器件代替普通MOS器件，可以节省芯片面积。利用三维器件模拟软件ISE TCAD，结合0.5μm全耗尽SOI工艺，建立符合亚微米级要求的横向多栅极SOI MOS和普通SOI MOS三维器件结构模型。在相同的结构与工艺参数条件下，对横向多栅极结构和普通MOS结构垂直沟道方向以及沟道电流方向上的电子空穴浓度、电子空穴电流密度、电子迁移率以及电子饱和速率进行了比较分析，比较结果表明横向多栅极SOI MOS器件仅仅在栅极存在的区域存在电流通路；栅极间的裸漏区域并没有受到栅极间强电场的影响而出现电流通路；而且栅极覆盖下源漏区也没有受到栅极纵向强电场的影响。在这个基础之上，对横向多栅极SOI MOS器件的输出特性以及转移特性进行了特性仿真分析，并且与相同结构参数的普通SOI MOS器件进行了比较，模拟结果表明横向多栅极器件的驱动电流与其栅极宽度成正比；而且横向多栅极器件的栅极宽度与普通MOS器件的沟道宽度相同的情况下，它们的饱和漏电流几乎相同；横向多栅极SOI MOS器件栅极工作状态的变化并不影响阈值电压的改变，并且与普通SOI MOS器件的阈值电压一致。此外，提出一套适合横向多栅极器件的顶层工艺流程并进行了工艺模拟，建立了结构图与掺杂网格图，达到横向多栅极结构的工艺要求。应用横向多栅极SOI MOS器件设计了多跳变时间与逻辑阈值的神经元突触电路和匹配电路。电路仿真结果，在有效减小电路面积的同时，电路功能正确，达到设计指标。