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位于毫米波和红外光之间的太赫兹频谱区域，由于缺乏高效的太赫兹辐射源、探测器及功能器件，其丰富的频谱资源尚未被充分开发利用，是当前学术界的研究热点。探索实现室温、高输出功率、连续可调谐和小型化的辐射源将大大促进太赫兹技术的研究，也是当前太赫兹领域的重要发展目标。为了开发在2 00~3 00GHz频率范围内工作的硅基无线电收发器和有源成像传感器，本课题主要目标是实现30 0GHz的可调谐的高功率信号源。
本文首先介绍了太赫兹信号源架构中各个电路模块的基本原理，并对13 0 nm锗硅工艺下的异质结双极型晶体管的频率特性进行研究后，分别搭建了 150 GHz考毕兹压控振荡器与倍频器级联电路和1 50 GHz考毕兹压控振荡器、缓冲放大器与倍频器级联电路进行前仿真。
本文对版图设计中遇到的关键技术问题进行了归纳总结，主要包括：焊盘和铺地问题、金属层与线宽选择问题、减小寄生效应和耦合效应问题。版图中的互连线和电感主要采用微带线来实现，均需要自行建模和电磁场仿真。设计不同形状和尺寸的互连线和电感，从电磁仿真中对比得到最佳尺寸参数后，将其S参数代入Cadence Spectre中进行电路仿真，实现联合仿真。
通过调试和优化，最终两种电路架构的性能指标均满足指标要求，且其中考毕兹压控振荡器、缓冲放大器与倍频器级联电路的输出信号功率比考毕兹压控振荡器与倍频器级联电路的大，但消耗直流功耗更多和相位噪声稍差些。
本文基于1 3 0 nm硅锗工艺的异质结双极晶体管设计了两种工作于30 0GHz附近的宽频带调谐信号源，均已完成流片，芯片面积分别是524×495μm2（不含缓冲器）和524×540μm2（含缓冲器）。联合仿真结果显示：（1）考毕兹压控振荡器和倍频器级联的太赫兹信号源可实现290.8~316.6GHz的信号输出，相对调谐带宽为8.5%，在316GHz频率处输出功率最高可达–5.2dBm以及最高的DC-RF效率为0.33%，在1MHz偏移下具有–85.1dBc/Hz的相位噪声，总直流功耗为 53.66mW。（2）考毕兹压控振荡器、缓冲放大器和倍频器级联的信号源可实现2 8 9 .8~3 13 .9GHz的信号输出，相对调谐带宽为7 .98%，在30 2 GHz频率处输出功率最高可达–2.89dBm以及最高的DC-RF效率为0.96%，在1MHz偏移下具有–81.5dBc/Hz的相位噪声，总直流功耗为9 0 .3mW。
本文首先介绍了太赫兹信号源架构中各个电路模块的基本原理，并对13 0 nm锗硅工艺下的异质结双极型晶体管的频率特性进行研究后，分别搭建了 150 GHz考毕兹压控振荡器与倍频器级联电路和1 50 GHz考毕兹压控振荡器、缓冲放大器与倍频器级联电路进行前仿真。
本文对版图设计中遇到的关键技术问题进行了归纳总结，主要包括：焊盘和铺地问题、金属层与线宽选择问题、减小寄生效应和耦合效应问题。版图中的互连线和电感主要采用微带线来实现，均需要自行建模和电磁场仿真。设计不同形状和尺寸的互连线和电感，从电磁仿真中对比得到最佳尺寸参数后，将其S参数代入Cadence Spectre中进行电路仿真，实现联合仿真。
通过调试和优化，最终两种电路架构的性能指标均满足指标要求，且其中考毕兹压控振荡器、缓冲放大器与倍频器级联电路的输出信号功率比考毕兹压控振荡器与倍频器级联电路的大，但消耗直流功耗更多和相位噪声稍差些。
本文基于1 3 0 nm硅锗工艺的异质结双极晶体管设计了两种工作于30 0GHz附近的宽频带调谐信号源，均已完成流片，芯片面积分别是524×495μm2（不含缓冲器）和524×540μm2（含缓冲器）。联合仿真结果显示：（1）考毕兹压控振荡器和倍频器级联的太赫兹信号源可实现290.8~316.6GHz的信号输出，相对调谐带宽为8.5%，在316GHz频率处输出功率最高可达–5.2dBm以及最高的DC-RF效率为0.33%，在1MHz偏移下具有–85.1dBc/Hz的相位噪声，总直流功耗为 53.66mW。（2）考毕兹压控振荡器、缓冲放大器和倍频器级联的信号源可实现2 8 9 .8~3 13 .9GHz的信号输出，相对调谐带宽为7 .98%，在30 2 GHz频率处输出功率最高可达–2.89dBm以及最高的DC-RF效率为0.96%，在1MHz偏移下具有–81.5dBc/Hz的相位噪声，总直流功耗为9 0 .3mW。