基于共振隧穿机制的太赫兹波振荡器特性模拟-电工技术学报.PDF

20 14 年 12 月 电 工 技 术 学 报 Vol.29 No. 12 第 29 卷第 12 期 TRAN SACTION S OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Dec. 20 14 基于共振隧穿机制的太赫兹波振荡器特性模拟 1 1 2 2 牛萍娟 于莉媛 毛陆虹 郭维廉 （1. 天津工业大学电气工程与自动化学院 天津 300387 2. 天津大学电子信息工程学院 天津 300072 ） 摘要 共振隧穿器件由于其具有 频 速的特点，适用于制作太赫兹波段的振荡源器件。本 文主要针对太赫兹波段的共振隧穿二极管 （RTD ）的振荡特性进行模拟仿真。利用等效电路理论 和Pspice 软件对共振隧穿振荡器 （RTO ）的等效电路模型进行振荡频率和功率的模拟计算。在理 论计算中将隧穿和渡越时间效应以及寄生元件等制约因素都进行了分析，结果表明通过改进 RTD 和缝隙天线的结构，共振隧穿振荡器的振荡频率可达 1.2THz ，输出功率可达到 115W 。 并且在Pspice 仿真环境下进行验证，结果也与理论计算较为相符。 关键词：太赫兹波源 RTD 振荡器 振荡特性 中图分类号：TN3 12.2 Simulation of Characteristics of Terahertz Oscillator Based on Resonant Tunneling Mechanism N iu P ingj uan 1 Yu L iy uan 1 M ao L uhong2 Guo Weilian2 （1. Tianj in Polytechnic University Tianj in 300387 China 2. Tianj in University Tianj in 300072 China ） Abstract Because of its high frequency and high speed, resonant tunneling device is suitable for the terahertz oscillator source device. In this paper, the oscillation characteristic of resonant tunneling diodes in THz wave range is simulated. The equivalent circuit theory and Pspice software are used on resonant tunneling oscillator equivalent circuit model for the oscillation frequency and power simulation . In the theoretical calculation, the tunneling and transit-time effects and parasitic elements are analyzed, and the results indicate that by improving the RTD and slot antenna structure, resonant tunneling oscillation frequency can reach 1.2 THz, and the output power can reach 115μW . In the Pspice simulation, the results are more