基于標(biāo)準(zhǔn)BiCMOS工藝的太赫茲壓控振蕩器設(shè)計.pdf

1、太赫茲波在電磁波譜上指的是頻率位于紅外線和微波之間的頻段，它是目前為止電磁波譜中最后一個沒有被全面開發(fā)利用的波段。太赫茲波所獨(dú)有的穿透性、安全性、寬帶性等特點(diǎn)，使其在疾病診斷、軍事安全以及無線通信系統(tǒng)等方面展現(xiàn)出巨大魅力，其中太赫茲頻段的通信技術(shù)也越來越受到各國研究機(jī)構(gòu)的重視，太赫茲波的產(chǎn)生也自然成為研究的熱點(diǎn)。本文根據(jù)目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了太赫茲振蕩器的理論基礎(chǔ)及參數(shù)指標(biāo)，并基于標(biāo)準(zhǔn)BiCMOS工藝，設(shè)計了太赫茲振蕩器電路模

2、塊。
　　本文基于IBM SiGe0.13μm BiCMOS工藝設(shè)計了太赫茲振蕩器電路模塊。目前國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)太赫茲振蕩器的結(jié)構(gòu)有多種，主要結(jié)構(gòu)包括 colpitts、交叉耦合、環(huán)形振蕩、push-push結(jié)構(gòu)、triple push、線性疊加等，可以實(shí)現(xiàn)從基頻振蕩到提取二、三、四次諧波的要求。本次電路實(shí)現(xiàn)的是基頻振蕩，由于三極管較 MOS管具有更高的特征頻率，故本次設(shè)計采用三極管作為有源器件；考慮到 BJT colpitts結(jié)構(gòu)具有

3、更好的相位噪聲性能，而且差分結(jié)構(gòu)對于環(huán)境噪聲和電源噪聲具有更強(qiáng)的抗干擾能力，故而電路整體采用了差分形式的colpitts振蕩結(jié)構(gòu)。同時，由于在太赫茲頻段下電路的寄生變得十分關(guān)鍵，而且電感的 Q值也直接影響電路的相位噪聲性能，所以在電路設(shè)計過程中，為了保證太赫茲頻段下電路的性能和仿真精度，電路仿真使用的無源器件如片上電感、電容以及關(guān)鍵信號線均通過HFSS進(jìn)行電磁場仿真，最終以多端口S參數(shù)的形式導(dǎo)入cadence中進(jìn)行混合仿真，通過這種方法