随着智能AI、物联网、5G通信等技术的成熟,信息传输量和传输速率雪崩式地增加,传统铜互连面临的“电子瓶颈”问题也越来越突出,成为了当代实现信息快速传输的阻碍。因为光在功耗、带宽、抗噪等方面都具有明显的优势,人们把越来越多的目光聚集在光互连技术上,是时下最新的研究热点。硅基光集成技术可以利用现有的先进技术和工艺,制造出性能更加优良,集成度更好的芯片,因此,它已成为现在光电集成领域备受瞩目的焦点。标准SiGe BiCMOS工艺具有较好的光电特性,且工艺中特有的异质结晶体管(HBT)拥有高跨导和高带宽的特性,是宽带光接收机系统设计较为理想的工艺。很多国内外学者已经开始对基于标准SiGe BiCMOS工艺的光电探测器和光接收机进行了研究,并初步得到一些成果。因此,本文基于标准SiGe BiCMOS硅基工艺对光宽带光电探测器和光接收机模拟前端电路进行了研究与设计,本文的主要内容如下:1、基于JAZZ SiGe BiCMOS工艺设计了两款光电探测器。一种HPT探测器,其带宽约为3GHz,对500nm波长的光具有高的响应度。另一种横向PIN光电探测器,其带宽约为7GHz,对波长700nm的入射光响应度最好,可以被应用于850nm波长的通信。2、基于JAZZ SiGe BiCMOS工艺设计了一款高速光接收机模拟前端电路,主要包括了采用自举电路来消除探测器等效输入电容的跨阻放大器、Cherry-Hooper限幅放大器以及f_T倍频器输出缓冲级。经过仿真测试,所设计的电路带宽为20.7GHz,增益85.1dBΩ,等效输入噪声电流小于60pA/√Hz。3、使用UMC 0.18μm CMOS技术设计了一款低噪声改进的并联反馈型跨阻放大器。对跨阻放大器进行了版图绘制和流片。在电源电压为1.8V,探测器等效电容为300fF的情况下,所设计的跨阻放大器的跨阻增益为59.5dB?,-3dB带宽为4GHz,等效输入噪声电流小于7pA/√Hz,并成功实现5Gb/s的数据传输。所设计的芯片的功耗为35mW,芯片核心面积为0.77×0.35mm~2。