随着现代通信的迅猛发展，人们对通讯系统的要求越来越高。其中小型化和低功耗两项最为重要，因此，采用单片集成电路来实现通信系统已经成为必然。CMOS工艺在量产和生产成本方面具有其他工艺无法替代的优势，全CMOS单片集成通信电路必将成为通信系统的最终解决方案。 然而，高品质片上无源元件的缺乏成为CMOS射频微波集成电路设计的瓶颈之一。作为最重要的片上无源器件之一，传输线在阻抗匹配、片上电感、滤波器、耦合器、功率分配等电路设计方面发挥重要作用，尤其是10GHz以上的微波电路应用更加明显。作为片上最常见的两种传输线类型，微带线和共面波导由于性能优越、加工方便，使用范围越来越广泛。但是目前制约射频微波电路技术发展的最大瓶颈在于代工厂并不能提供完整的无源器件的设计模型，EDA设计工具也普遍缺乏结合具体工艺的高效结构模型，导致电路设计者无法保证现有电路的设计精度。目前0.13μm CMOS工艺上有源器件的截止频率f<,T>已经超过100GHz，而无源器件的模型研究严重滞后，大大限制了工艺的推广和相关电路的研制。 本文正是以目前流行的0.13μm CMOS工艺为背景，以微带线和共面波导为研究对象，对其建模技术展开研究。在阅读大量文献的基础上，对硅衬底上微波传输线的特性以及制备方法进行全面的分析和总结，结合现有仪器设备和工艺水平，确定了研究方向。 运用保角映射、MoM仿真手段以及测量法对0.13μm CMOS工艺上微带线和共面波导的工作机制、物理特性等作了详细的分析，其中包括衬底损耗影响和趋肤效应等高频非线性的影响。针对传输线存在三种不同的工作模式，给出了适用的等效模型。设计并制备了30Ω、50Ω、70Ω特征阻抗的微带线和30Ω、50Ω、70Ω、100Ω的共面波导。基于二端口网络模型，研究了几何尺寸及硅基工艺参数对传输线分布参数的影响，并给出了相应的设计准则。 作为对低阻衬底上传输线的补充，对MEMS(微电子机械系统)工艺上共面波导进行了研究，采用全波分析法对梯型槽和w型槽结构参数进行了理论分析，设计制作了30Ω、50Ω、75Ω、100Ω特征阻抗的共面波导。 基于行波理论，采用简化的MOSFET模型和低损耗无源器件模型和前述无源器件的设计经验，对完全集成的CMOS分布式放大器进行了理论分析和研究，导出了有耗模型下的分布式放大器方程组。为了获得宽频段范围内增益的平坦度，采用了镜像阻抗匹配方法。最后采用共源共栅结构和国内工艺成功设计实现了一个四级CMOS分布式放大器。测试结果表明：对构成等效传输线的无源器件的电路模型进行很好的优化设计，就可以得到较好的测试结果。 最后，对一种新型分布式放大器——阶梯型变阻抗分布式放大器进行了理论探讨。这种放大器不仅节省了无源器件的数量，而且能够获得比传统模式下的分布式放大器更高增益和更宽带宽的特性。