量子级联激光器是一种基于量子阱中子带间电子跃迁发光的单极型光器件，其波长可以通过能带工程对量子阱进行裁剪而不受半导体禁带宽度的限制，极大的扩展了光波范围，成为中远红外光通信领域的主要光源；其多级级联机构所产生的载流子重复利用机制使得激射效率大幅提高，相对于传统的带间复合半导体激光器有着不可比拟的优势！其中远红外光谱特性可以用于有毒气体和化学检测，窄线宽使得它们在相干光通信领域有着很大的吸引力，相当大的直接强度调制带宽使得它们在强度调制光通信系统方面有着很大的吸引力。多方面的应用都体现出对量子级联激光器的研究和设计具有极其重要的科学研究价值和商业价值。本文从量子级联激光器基本结构和能级模型出发，推导出速率方程，并通过直观的转化和等效，建立量子级联激光器pspice等效电路模型，开发了量子级联激光器网表生成器来对模型进行封装，改善其适用性和可靠性。对量子级联激光器子电路模型进行了基本特性仿真，包括直流分析、瞬态分析和频率分析。从软件仿真的角度对量子级联激光器以下理论及特性进行分析，验证了模型的正确性和可靠性：仿真分析了量子级联激光器直流P-I特性，对比了量子级联激光子外微分量子效率和常规半导体激光器的差别，讨论了光子寿命、级联级数、谐振腔长和自发辐射系数对量子级联激光器直流P-I特性的影响。仿真分析了量子级联激光器瞬态特性，瞬态响应没有出现阻尼震荡，但具有开启延时和上升时间的存在，对量子级联激光器延迟时间的产生原因进行了仿真分析。同时分析了脉冲电流峰值和自发辐射系数对量子级联激光器延迟时间产生的影响。仿真分析了量子级联激光器频率特性，分析了偏置电流对量子级联激光器频率特性的影响，讨论对比了模型中各时间常数对直接调制响应3dB带宽的影响。