太赫兹成像技术在医学成像和安全检测等领域具有广阔的应用前景。近年来,硅基CMOS工艺的持续进步使得利用集成电路技术实现低成本和便携式的太赫兹成像系统有了可能。基于硅基CMOS工艺的太赫兹成像的原理、方法和芯片已成为当前的研究热点。本论文采用0.18pm CMOS工艺,研究了硅基太赫兹成像单元和阵列,研究内容包括以下几个方面：1)分别利用流体力学方程和非准静态模型分析MOSFET的太赫兹检波原理。研究了两种理论分析方法的联系与区别,总结了两种分析方法各自的优缺点。2)设计了太赫兹片上微带馈电矩形贴片天线。天线用底层金属作为地平面,实现电磁波能量屏蔽层。用顶层金属作为辐射贴片,提高天线增益和效率。同时设计了天线到检波管的匹配电路,提高功率传输效率。3)研究了用于成像输出的运算放大器。针对不同的应用场景和性能要求,设计了三种类型的运算放大器：开环使用的基本两级运算放大器、反馈型两级运算放大器和反馈型低噪声运算放大器。测试结果表明,三种类型的运算放大器均工作正常,测试结果与仿真结果吻合良好。4)研究了太赫兹成像单元和阵列。对检波管和运算放大器的连接方式进行了研究,方面为了提高自混频的效率,在检波管和运算放大器之间插入一个5kΩ的电阻,满足高频时负载输出阻抗的要求。另一方面,在运算放大器输入偏置的加入方式上,用伪电阻单元作为大电阻,解决了工艺库没有提供超大电阻的问题。基于对成像单元的研究,设计了一个可寻址的2×2的成像阵列。测试结果表明,成像单元能实现较大的检波输出,成像阵列能正常工作。