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光纤通信实现高速率、低成本实用化的瓶颈之一是光纤通信终端光接收机芯片实现高性能的单片集成(OEIC)。由于混合集成光接收机存在压焊线寄生电感、焊盘的寄生电阻以及封装引线等寄生效应，并且暴露在环境中的压焊线会耦合环境中的噪声级干扰，使得芯片性能大大降低。单片光电集成接收机不仅可以解决上述问题，还可以减小芯片面积和体积，提高芯片成品率和可靠性。为满足光纤通信的商业化标准并且实现高速率通信全球化的目标，学者们致力于研究标准CMOS工艺下高速、高灵敏度的光接收机。本论文为解决上述问题，本人研究生期间进行两次流片工作，做了以下工作：1、光电探测器作为光接收机中的“门卫员”，其性能参数直接影响着所恢复的电信号质量。本设计采用UMC0.18μm标准CMOS工艺中的P有源区、N阱以及P衬光电探测器的感光PN结，采用空间调制结构有效“调制”光电探测器的慢载流子效应，提高了光接收机的本征物理带宽。通过Silvaco公司的Atlas软件进行建模仿真，得到空间调制光电探测器的本征物理带宽达到942MHz，响应度为227mA/W。2、光接收机中跨阻放大器采用差分共源级结构。差分结构对环境噪声具有较强的抗干扰能力，所设计跨阻放大器的增益和带宽分别为61.51dB和1.078GHz。3、光接收机电路中主放大器采用限幅放大器结构，限幅放大器采用二极管连接的MOS电阻做负载。限幅放大器在级联过程中，存在带宽变窄现象，采用电感峰化技术有效地提高了电路的电带宽。仿真得到采用电感峰化技术电路带宽提高了1.01倍。4、为芯片测试需要，电路输出端采用50Ω阻抗匹配的双端转单端输出缓冲级电路。考虑到示波器等测试相关仪器的输入端等效为10pF电容，因此在设计仿真过程中，输出缓冲级需具备驱动50Ω电阻和10pF电容负载的能力。光接收机电路部分采用SMIC0.18μm标准CMOS工艺完成，整体电路增益为89.94dB，带宽为1.682GHz，电路传输1.25Gb/s的伪随机信号，输出眼图清晰。5、本设计使用Cadence公司的Spectre和Virtuoso软件进行电路模型仿真设计和芯片版图的绘制、验证及仿真工作。