太赫兹波在电磁频谱中介于毫米波和光波之间,因其所处频谱的特殊位置使其具有很多独特的优势,在人体安检、无损探测、空间通信、生物医学等领域具有十分广阔的研究前景。振荡器和功率放大器是太赫兹接收与发射系统的重要组成部分,对其研究与应用已经成为当前的热点。随着CMOS工艺的快速发展,晶体管截止频率不断突破使电路在太赫兹频段的实现成为可能,然而随着频率上升到太赫兹频段,寄生效应的加剧和电源电压的下降对振荡器输出功率、相位噪声和调谐范围带来巨大挑战。本文围绕太赫兹振荡器的调谐范围与输出功率提升问题,对基于CMOS工艺的宽带与高输出功率太赫兹振荡器开展了研究与设计,主要研究内容如下:（1）首先从提高太赫兹振荡器的调谐范围出发,基于40nm CMOS工艺设计了一款太赫兹宽带振荡器,提出在基于栅极互联电感的双推结构中引入可变电容和一组开关电容单元。振荡器的中心频率为167GHz,输出功率为-9.3d Bm,调谐范围为155～178GHz,相对频宽为14%,在1MHz频率偏移处的相位噪声为-89.2d Bc/Hz,在10MHz频率偏移处的相位噪声为-109.2d Bc/Hz,功耗为75m W。（2）为进一步提高振荡器的输出功率,基于40nm CMOS工艺设计了一款工作在165GHz的高增益功率放大器,功率放大器由三级差分共源结构级联而成,输入级采用Marchand巴伦将单端信号转换为差分信号,输出级采用变压器完成二路功率合成来提高输出功率,级间匹配均采用变压器实现阻抗匹配。功放在165GHz的饱和输出功率为7d Bm,1d B压缩点为0d Bm,功率增益为15.8d B,功率附加效率为4%。（3）搭建了太赫兹振荡器芯片测试的实验平台,并对设计的振荡器直流特性进行在片测试。测试结果表明,设计的振荡器的实际测试数据和理论仿真吻合,验证振荡器工作在正常状态,并给出了太赫兹振荡器的输出功率、相位噪声和输出频率的测试方案。完成了太赫兹宽带振荡器和高增益功率放大器的级联仿真,当振荡器的频率变化为155～178GHz时,输出功率变化为-1.2～4.09d Bm。在178GHz处的输出功率为-1.2d Bm,在167GHz处的输出功率为4.09 d Bm。本文所采用的太赫兹宽带振荡器级联功率放大器的方案解决了传统太赫兹振荡器调谐范围较低和输出功率不高的问题。在拓宽振荡器的调谐范围的同时,进一步提高了其输出功率。