THz波段RTD振蕩器及其集成設計.pdf

1、共振隧穿器件由于其具有高頻高速的特點，適用于制作太赫茲波段的振蕩源器件。以InP基共振隧穿二極管(RTD)作為有源器件或電磁波激勵器件，以縫隙天線作為負載器件或電磁波發(fā)射器件，二者有機結(jié)合可構成一體化的太赫茲波振蕩器（Resonant Tunneling Terahertz Oscillator，RTO）。它是目前太赫茲波源中唯一一種可獨立在室溫下工作、體積最小、重量最輕、便于攜帶的太赫茲波源。
　　本文是對作為THz波源的RTD

2、振蕩器的設計。主要針對1THz以上頻率的RTD振蕩器設計，為得到高頻率、高輸出功率的RTD振蕩器，降低RTD的峰值電壓、開啟電壓、本征電感、本征電容以及串聯(lián)電阻，提高峰值電流和電流峰谷比等，研究材料結(jié)構參數(shù)對RTD特性的影響，同時考慮隧穿過程中出現(xiàn)的非彈性散射和電荷積累等效應，主要進行RTD器件材料結(jié)構設計、等效電路模型仿真、與RTD集成的縫隙天線設計和功率放大系統(tǒng)的透鏡設計等。本文的主要研究工作為:
　　1.RTD材料結(jié)構設計:

3、根據(jù)RTO振蕩器的性能提出要求，建立提高振蕩頻率而減小共振隧穿時間常數(shù)τrtd和耗盡區(qū)渡越時間常數(shù)τdep的設計理念。
　　2.RTO等效電路模型仿真:在Pspice仿真環(huán)境下對等效電路模型進行振蕩頻率和輸出功率的模擬計算，得到振蕩頻率為300GHz時，輸出功率為112μW，與設計指標相符，證實了此設計的可靠性。
　　3.分析提高RTO振蕩器輸出功率的方法:包括縫隙天線的集成設計和功率放大系統(tǒng)的透鏡設計。
　　本文將對