發(fā)布時間：2018-03-30 18:37

  本文選題：CMOS　切入點(diǎn)：分布式阻性自混頻　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：與傳統(tǒng)的微波毫米波成像技術(shù)相比,太赫茲成像提供了更高的分辨率。利用硅基MOS器件在超過截止頻率時分布式阻性自混頻特性,可將其應(yīng)用于太赫茲成像。由于硅基芯片具有高集成度、低成本等優(yōu)點(diǎn),基于硅基CMOS工藝的太赫茲成像的原理、方法與芯片已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本文采用TSMC 0.18μm CMOS工藝,研究了硅基太赫茲頻段成像的方法與關(guān)鍵器件。論文的研究成果包括以下幾個方面：1)針對MOS管在接近或者超過截止頻率處的分布式阻性自混頻模型進(jìn)行理論分析,驗(yàn)證了其檢測靈敏度與太赫茲波功率的關(guān)系公式。通過在0.18μm CMOS工藝中的仿真分析,得到檢測管的輸出特性。測試結(jié)果表明其應(yīng)用于太赫茲成像的可行性。2)研究了基于0.18μm CMOS工藝的在片天線,對工作在340GHz,610GHz和700GHz的在片天線進(jìn)行了仿真分析與布版。3)研究了應(yīng)用于太赫茲成像的運(yùn)算放大器,提出了使得輸入端直流電平為零的電路結(jié)構(gòu),以保證運(yùn)放與檢測管的有效連接；為了應(yīng)對工藝誤差,在運(yùn)放輸出端設(shè)置調(diào)節(jié)直流工作點(diǎn)的位置,保證運(yùn)算放大器能夠在開環(huán)情況下正常工作。4)基于上述研究成果,仿真設(shè)計(jì)了單像素成像單元的與成像陣列,對模塊連接方式進(jìn)行了研究,以保證成像單元與陣列的最大檢測靈敏度。
[Abstract]:Compared with traditional microwave millimeter wave imaging, terahertz imaging provides higher resolution.Silicon based MOS devices can be applied to terahertz imaging by using the distributed resistive self-mixing characteristics when the cut-off frequency exceeds the cut-off frequency.Because silicon chip has the advantages of high integration and low cost, the principle, method and chip of terahertz imaging based on silicon based CMOS process have become a hot research topic.In this paper, TSMC 0.18 渭 m CMOS process is used to study the imaging method and key devices of silicon based THz band.The research results of this paper include the following aspects: 1) the distributed resistive self-mixing model of MOS tube near or beyond cutoff frequency is analyzed theoretically, and the relation formula between the detection sensitivity and THz wave power is verified.Through simulation analysis in 0.18 渭 m CMOS process, the output characteristics of the test tube are obtained.The test results show that it is feasible to apply it to terahertz imaging. (2) the on-chip antenna based on 0.18 渭 m CMOS technology is studied. The on-chip antenna operating at 340 GHz or 610GHz and 700GHz is simulated and the layout plate. 3) the operational amplifier for terahertz imaging is studied.A circuit structure of zero DC level at the input end is proposed to ensure the effective connection between the operational amplifier and the detection tube, and to deal with the process error, the position of adjusting the DC operating point is set at the output end of the operational amplifier.To ensure that the operational amplifier can work normally under the open loop. (4) based on the above research results, the single pixel imaging unit and the imaging array are simulated and designed, and the connection mode of the modules is studied.To ensure the maximum detection sensitivity of imaging units and arrays.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN432

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本文編號：1687131