信息通信技术的飞速发展推动了人类社会数字化、智能化变革,无人驾驶、远程医疗、人工智能等未来科技蓬勃发展,故各先进领域对数据通信的需求雪崩式增加,传统的铜互连已难以满足当今科技发展的需求。而光互连作为一种光通信方式,具有高带宽、低损耗、无串扰等特性,因而是未来互连发展的必然趋势。作为光通信系统的重要组成部分,光接收机完成了数据通路中光电信号间的转换。在实际工作状态下,传入光接收机的信号会因中间损耗等因素而产生波动,而引入自动增益控制模块的光接收机可以适应更大的输入动态范围。传统自动增益控制方案利用直流偏移消除电路检测峰值电压作为控制信号,需要精确电容来控制采样时间。尽管CMOS工艺是当今的主流工艺,但其在高速光接收机设计方面仍显不足,而SiGe BiCMOS工艺则兼具高性能探测器和高跨导异质结双极晶体管的优势,因而更适合单片集成光接收机设计。本文主要基于SiGe BiCMOS工艺平台,对高速、自动增益控制的单片集成光接收机展开研究,主要内容包括:1、基于UMC 0.18μm CMOS工艺,采用极点迁移法设计了一款宽带RGC跨阻放大器。通过引入共源共栅辅助放大器、并联反馈PMOS晶体管、π型匹配网络和源跟随器来隔离前后级电路电容,将主极点推向高频,最终获得8Gb/s的传输速率。2、基于IHP 0.25μm SiGe BiCMOS工艺设计了一款伪差分结构的单片集成光接收机。整体电路系统包括光电探测器、跨阻放大器、增益放大器、输出缓冲级和直流偏移消除电路。通过引入伪探测器,保证差分电路稳定的直流工作点。仿真结果表明,所设计光接收机具有74.4dBΩ的增益和22.8GHz的-3dB带宽。3、在伪差分光接收机的设计基础上,引入具有复位功能的自动增益控制模块和结构灵巧的直流偏移消除单元,设计出一款增益自动可控的全差分单片集成光接收机。其中,利用IHP 0.25μm SiGe BiCMOS工艺库提供的分束器将入射光信号能量均分给差分电路两侧的Ge波导耦合探测器。采用带射随器反馈的共射跨阻放大器和电容简并的Cherry-Hooper增益放大器来扩展电路带宽。版图后仿真结果表明,输入光功率为-10dBm时,跨阻增益为80dBΩ,-3dB带宽为35GHz,等效输入噪声电流小于35pA/√（Hz）。输入光功率在-15dBm至-3dBm范围内,光接收机的增益自动控制,输出摆幅约500mV,波动小于10%。