CN114725676A - 一种差分输出太赫兹波探测器 - Google Patents

一种差分输出太赫兹波探测器 Download PDF

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CN114725676A CN202110002073.4A CN202110002073A CN114725676A CN 114725676 A CN114725676 A CN 114725676A CN 202110002073 A CN202110002073 A CN 202110002073A CN 114725676 A CN114725676 A CN 114725676A
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汪业龙
刘鹏翔
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Abstract

本发明涉及一种差分输出太赫兹波探测器，包括：天线、匹配网络和场效应晶体管；天线为天线A和天线B；第一场效应晶体管和第二效应晶体管分别在漏极处输出差分中频信号；天线A引出一个馈电端口，经第一匹配网络分别与第一场效应晶体管的源极和第二场效应晶体管的源极连接；天线B引出两个馈电端口，一个馈电端口经过第二匹配网络与第一场效应晶体管栅极连接，另一个馈电端口经第三匹配网络与第二场效应晶体管的栅极连接；第一负载的一端与第一场效应晶体管的漏极连接，第二负载的一端与第二场效应晶体管的漏极连接；每个场效应晶体管的源极和栅极以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。本发明中本振信号和太赫兹信号的隔离度优越。

Description

一种差分输出太赫兹波探测器
技术领域
本发明涉及太赫兹波探测技术领域，具体地说是一种差分输出太赫兹波探测器。
背景技术
太赫兹波通常是指频率为0.1-10THz区间的电磁波，太赫兹波具有许多独特的特性，太赫兹波光子能量低，不会对生物组织产生有害的电离；太赫兹波与许多生物大分子的振动同频，构成了相应的太赫兹波“指纹谱”；与毫米波相比，太赫兹波具有更短的波长，因此太赫兹波成像具有更高的空间分辨率。正是太赫兹波的这些特点使其具有广泛的应用前景。
太赫兹波探测器是上述应用中的核心器件，由于互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺具有体积小、易大规模集成和廉价等特点，近些年来基于CMOS工艺的太赫兹波探测器被广泛研究。
目前，国际上已提出的基于硅基的太赫兹波探测器，2016年，Daekeun Yoon等人设计了类似Gilbert结构的太赫兹外差探测器(参考Yoon D,Kim J,Rieh J.A 290-GHz CMOSheterodyne integrated imager[C].2016IEEE International Symposium on Radio-Frequency Integration Technology(RFIT),Taipei,Taiwan,2016:1-3.)，但其采用单个场效应晶体管作为平方率混频器，受到单个场效应晶体管自身阻抗的影响，其转换增益比本发明采用的两个或多个场效应晶体管串联结构要低。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种差分输出太赫兹波探测器，采用两个天线接收太赫兹波信号或本振信号，以解决基于硅基的太赫兹波探测器的转换增益低的问题。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种差分输出太赫兹波探测器，包括：天线、匹配网络和场效应晶体管；
其中，所述天线有两个，分别为用于接受接收太赫兹波信号的天线A和用于接受接收本振信号的天线B；
所述场效应晶体管有两个，分别为：第一场效应晶体管和第二效应晶体管均作为混频器，并分别在各自的漏极处，输出差分中频信号；
所述匹配网络包括第一匹配网络、第二匹配网络及第三匹配网络；所述天线A引出一个馈电端口，经第一匹配网络分别与第一场效应晶体管的源极和第二场效应晶体管的源极连接；天线B引出两个馈电端口，其中一个馈电端口经过第二匹配网络与第一场效应晶体管的栅极连接，另一个馈电端口经第三匹配网络与第二场效应晶体管的栅极连接；
所述负载有两个，分别为第一负载和第二负载；所述第一负载的一端与第一场效应晶体管的漏极连接，所述第二负载的一端与第二场效应晶体管的漏极连接；
每个所述场效应晶体管的源极和栅极以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
一种差分输出太赫兹波探测器，包括：天线A、天线B、第一匹配网络、第二匹配网络、第三匹配网络及负载；所述天线A引出两个馈电端口，分别经过第二匹配网络和第三匹配网络对应与第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的源极连接；
所述天线B引出一个馈电端口，经第一匹配网络分别与第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的栅极连接；
所述负载有两个，分别为：第一负载和第二负载；所述第一负载的一端与第一场效应晶体管的漏极连接，所述第二负载的一端与第二场效应晶体管的漏极连接；，所述第一场效应晶体管的漏极与第二场效应晶体管的漏极作为晶体管单元的输出端，以输出差分中频信号；
每个所述场效应晶体管的源极和栅极以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
一种差分输出太赫兹波探测器，包括：天线A、天线B、第一匹配网络、第二匹配网络、第三匹配网络、第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一负载以及第二负载；所述天线A引出一个馈电端口，经过第一匹配网络与第一场效应晶体管的源极和第二场效应晶体管的源极连接；所述天线B引出两个馈电端口，分别经过第二匹配网络和第三匹配网络分别与第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的栅极连接；
第一场效应晶体管的漏极和第二场效应晶体管的漏极分别串联有一个或多个场效应晶体管，最末端的第一场效应晶体管的漏极处和最末端的第二场效应晶体管的漏极处作为输出端，输出差分中频信号，最末端的第一场效应晶体管和最末端的第二场效应晶体管的漏极分别与第一负载和第二负载连接；
第一场效应晶体管源极和栅极和第二场效应晶体管源极和栅极、与第一场效应晶体管顺次连接的场效应晶体管至最末端的第一场效应晶体管(34)的栅极、与第二场效应晶体管顺次连接的场效应晶体管至最末端的第二场效应晶体管的栅极、以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
一种差分输出太赫兹波探测器，天线A、天线B、第一匹配网络、第二匹配网络、第三匹配网络、第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一负载以及第二负载；所述天线A引出两个馈电端口，分别经过第二匹配网络和第三匹配网络连接第一场效应晶体管的源极和第二场效应晶体管的源极；天线B引出一个馈电端口，经过第一匹配网络分别与第一场效应晶体管和第一场效应晶体管的栅极连接；
第一场效应晶体管的漏极和第一场效应晶体管的漏极分别串联一个或多个场效应晶体管，最末端的第一场效应晶体管的漏极处和最末端的第二场效应晶体管的漏极处作为输出端，输出差分中频信号，最末端的第一场效应晶体管和最末端的第二场效应晶体管的漏极分别与第一负载和第二负载连接；
第一场效应晶体管的源极和栅极和第二场效应晶体管的源极和栅极、与第一场效应晶体管顺次连接的场效应晶体管至最末端的第一场效应晶体管的栅极、与第二场效应晶体管顺次连接的场效应晶体管至最末端的第二场效应晶体管的栅极、以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
一种差分输出太赫兹波探测器，包括：天线A、天线B、效应晶体管、匹配网络、第一负载、第二负载、第一差分中频信号输出点及第二差分中频信号输出点；
所述匹配网络包括：匹配网络A、匹配网络B、匹配网络C以及匹配网络D；
所述效应晶体管包括：第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效应晶体管和第四场效应晶体管；
所述天线A引出两个馈电端口，其中一个馈电端口经过匹配网络A分别与第一场效应晶体管和第二场效应晶体管的源极连接，另一个馈电端口经过匹配网络B与第三场效应晶体管的源极和第四场效应晶体管的源极连接；
天线B引出两个馈电端口，其中一个端口经匹配网络C分别与第一场效应晶体管和第四场效应晶体管的栅极连接，另一个端口经过匹配网络D分别与第二场效应晶体管和第三场效应晶体管的栅极连接；
每个所述场效应晶体管的漏极均串联一个或多个场效应晶体管，最末端的第一场效应晶体管漏极和最末端的第三场效应晶体管漏极分别连入第一差分中频信号输出点的一端，最末端的第二场效应晶体管场效应晶体管和最末端的第四场效应晶体管漏极分别连入第二差分中频信号输出点的一端；
所述第一差分中频信号输出点与负载一端连接，所述第二差分中频信号输出点连接负载一端；
所述第一场效应晶体管至第四场效应晶体管的源极和栅极、分别与第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效应晶体管、第四场效应晶体管顺次连接的场效应晶体管至最末端场效应晶体管的栅极、以及第一负载另一端、第二负载另一端均接入外部偏置电压。
所述天线A和天线B相位相差180°，且天线A和天线B极化方向垂直，辐射方向相反。
所述天线A和天线B分别为缝隙天线、微带天线、喇叭天线、偶极子天线、环形天线、蝶形天线和对数周期天线中的任意一种。
所述匹配网络为单个传输线段、并联短截线、串联短截线、双短截线、共面波导和螺旋电感中的任意一种。
所述负载为电阻、电感、电流源和采用场效应晶体管组成共源共栅电流源中的一种。
所述场效应晶体管为金属-氧化物-半导体场效应晶体管、结型场效应晶体管和异质结场效应晶体管中的任意一种。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明通过两个天线来接收太赫兹信号和本振信号，本振信号和太赫兹信号的隔离度优越；
2.本发明混频器采用两个或两个以上的场效应晶体管串联结构(类似于共源共栅结构)，有效增加了混频器的阻抗，从而增加了输出中频信号的幅值。
附图说明
图1为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例1示意图；
图2为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例2示意图；
图3为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例3示意图；
图4为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例4示意图；
图5为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例5示意图；
图6是本发明的负载采用场效应晶体管组成共源共栅电流源结构实施例1示意图；
图7是本发明的负载采用场效应晶体管组成共源共栅电流源结构实施例2示意图；
其中1天线A，2为第一匹配网络，3为第一场效应晶体管，4为第二场效应晶体管，5为天线B，6第二匹配网络，7为第三匹配网络；8为第一场效应晶体管漏极，9为第二场效应晶体管漏极，10为第一负载，11为第二负载；12为第一负载的端口，13为第二负载的端口，14为天线A；15第二匹配网络，16为第三匹配网络，17第一场效应晶体管，18为第二场效应晶体管，19为天线B，20为第一匹配网络，21为第一场效应晶体管漏极，22为第二场效应晶体管漏极，23第一负载，24为第二负载，25为第一负载的端口，26为第二负载的端口，27天线A，28为第一匹配网络，29为第一场效应晶体管，30为第二场效应晶体管，31为天线B，32第二匹配网络，33为第三匹配网络，34为最末端第一场效应晶体管，35为最末端第二场效应晶体管，36为最末端第一场效应晶体管的栅极，37为最末端第二场效应晶体管的栅极，38为最末端第一场效应晶体管的漏极，39为最末端第一场效应晶体管的漏极；40为第一负载，41为第二负载，42为40为第一负载的端口；43为第二负载的端口，44为天线A；45第二匹配网络，46为第三匹配网络，47第一场效应晶体管，48为第二场效应晶体管，49为天线B；50为第一匹配网络；51为最末端第一场效应晶体管，52为最末端第二场效应晶体管，53为最末端第一场效应晶体管的栅极，54为最末端第二场效应晶体管的栅极，55为最末端第一场效应晶体管的漏极，56为最末端第一场效应晶体管的漏极，57第一负载，58为第二负载，59为第一负载的端口，60为第二负载的端口，61为天线A；62为匹配网络A，63为匹配网络B，64为第一场效应晶体管，65为第二场效应晶体管，66为第三场效应晶体管，67为第四场效应晶体管，68为天线B；69匹配网络C，70为匹配网络D；71为最末端第一场效应晶体管，72为最末端第二场效应晶体管，73为最末端第三场效应晶体管，74为最末端第四场效应晶体管，75为最末端第一场效应晶体管的栅极；76为最末端第二场效应晶体管的栅极；77为最末端第三场效应晶体管的栅极；78为最末端第四场效应晶体管的栅极；79为第一差分中频信号输出点，80为第二差分中频信号输出点，81为第一负载，82为第二负载，83为第一负载的端口；84为第二负载的端口，85和86为场效应晶体管；87为85的栅极；88为86的栅极；89为85的源极；90为56的漏极；91、92、93和94为场效应晶体管；95、96、97和98分别为91、92、93和94的栅极；99是91和92的源极；100为93和94的漏极。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明公开了一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于：包括两个天线、匹配网络和场效应晶体管；所述两个天线用于接收太赫兹波信号和本振信号，所述场效应晶体管用于输出探测信号。
如图1所示为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例1示意图。天线1引出一个馈电端口，经过匹配网络2连接场效应晶体管3和4的源极，天线5引出两个馈电端口，分别经过匹配网络6和7连接场效应晶体管3和4的栅极。8和9输出差分中频信号，负载23的作用是为了给场效应晶体管提供合适的电压偏置点，以使场效应晶体管工作在合适的状态。天线1和天线5为缝隙天线、贴片天线(微带天线)、喇叭天线、偶极子天线、环形天线、蝶形天线、对数周期天线中的一种或者为任意其中的两种。对于环形天线、偶极子天线或蝶形天线等为双端口馈电的天线来说，可经由巴伦转换成单端馈电或者将其中一个端口置地，另一个端口作为馈电端。对于喇叭天线等为单端口馈电的天线来说，可经由巴伦转换成双端馈电。匹配网络的作用是将天线接收到的太赫兹波信号最大化地传输给场效应晶体管。匹配网络可为单个传输线段、并联短截线、串联短截线、双短截线或螺旋电感中的一种。负载可为电阻、电感、电流源或采用场效应晶体管组成共源共栅电流源中的一种。场效应晶体管3和4的栅极与源极分别连接外置偏压以使得场效应晶体管工作在合适的状态，可采用通过天线连接外置偏压或者通过采用传输线连接外置偏压，所述传输线的特点需要对太赫兹信号形成高阻抗。
如图2所示为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例2示意图。实施例2与实施例1整体结构相似，仅是将馈电到场效应晶体管源极的天线改为双端口天线，并将馈电到场效应晶体管栅极的天线改为单端口天线。
如图3所示为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例3示意图。天线27引出一个馈电端口，经过匹配网络28连接场效应晶体管29和30的源极，天线31引出两个馈电端口，分别经过匹配网络32和33连接场效应晶体管28和29的栅极。场效应晶体管29和30分别串联一个或多个场效应晶体管，然后再38和39输出差分中频信号，负载40和41的作用是为了给场效应晶体管提供合适的电压偏置点，以使场效应晶体管工作在合适的状态。天线27和天线31为缝隙天线、贴片天线(微带天线)、喇叭天线、偶极子天线、环形天线、蝶形天线、对数周期天线中的一种或者为任意其中的两种。对于环形天线、偶极子天线或蝶形天线等为双端口馈电的天线来说，可经由巴伦转换成单端馈电或者将其中一个端口置地，另一个端口作为馈电端。对于喇叭天线等为单端口馈电的天线来说，可经由巴伦转换成双端馈电。匹配网络的作用是将天线接收到的太赫兹波信号最大化地传输给场效应晶体管。匹配网络可为单个传输线段、并联短截线、串联短截线、双短截线或螺旋电感中的一种。负载可为电阻、电感、电流源或采用场效应晶体管组成共源共栅电流源中的一种。场效应晶体管29和30的栅极与源极分别连接外置偏压以使得场效应晶体管工作在合适的状态，可采用通过天线连接外置偏压或者通过采用传输线连接外置偏压，所述传输线的特点需要对太赫兹信号形成高阻抗。场效应晶体管36和37的栅极也连接外部偏置电压。
如图4所示为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例4示意图。实施例4与实施例3整体结构相似，仅是将馈电到场效应晶体管源极的天线改为双端口天线，并将馈电到场效应晶体管栅极的天线改为单端口天线；
如图5所示为本发明的一种差分输出太赫兹波探测器实施例5示意图。天线61引出两个馈电端口，其中一个端口经过匹配网络62连接场效应晶体管64和65的源极，另一个端口经过匹配网络63连接场效应晶体管66和67的源极；天线68引出两个馈电端口，其中一个端口经过匹配网络69连接场效应晶体管64和67的栅极，另一个端口经过匹配网络70连接场效应晶体管65和66的栅极；场效应晶体管64、65、66和67的漏极分别串联一个或几个场效应晶体管，场效应晶体管71和73漏极相连于79，场效应晶体管72和74漏极相连于80，79和80输出差分中频信号；79连接负载81，80连接负载82；天线61和天线68为缝隙天线、贴片天线(微带天线)、喇叭天线、偶极子天线、环形天线、蝶形天线、对数周期天线中的一种或者为任意其中的两种。对于环形天线、偶极子天线或蝶形天线等为双端口馈电的天线来说，可经由巴伦转换成单端馈电或者将其中一个端口置地，另一个端口作为馈电端。对于喇叭天线等为单端口馈电的天线来说，可经由巴伦转换成双端馈电。匹配网络的作用是将天线接收到的太赫兹波信号最大化地传输给场效应晶体管。匹配网络可为单个传输线段、并联短截线、串联短截线、双短截线或螺旋电感中的一种。负载可为电阻、电感、电流源或采用场效应晶体管组成共源共栅电流源中的一种，负载的作用是为了给场效应晶体管提供合适的电压偏置点，以使场效应晶体管工作在合适的状态。场效应晶体管64、65、66、67的栅极和源极分别连接外置偏压以使得场效应晶体管工作在合适的状态，可采用通过天线连接外置偏压或者通过采用传输线连接外置偏压，所述传输线的特点需要对太赫兹信号形成高阻抗。场效应晶体管71、72、73、74的栅极分别连接外部偏置电压。
如图6所示是本发明的负载采用场效应晶体管组成共源共栅电流源结构实施例1示意图。对于实施例1～5所述的负载采用场效应晶体管组成共源共栅电流源结构，实施方案1如下：场效应晶体管85串联一个或几个场效应晶体管组成共源共栅电流源结构，85的源极，89和86的漏极90组成了电流源的两个端口，其中一个连接外置电压。
如图7所示是本发明的负载采用场效应晶体管组成共源共栅电流源结构实施例2示意图。对于实施例1～5所述的负载采用场效应晶体管组成共源共栅电流源结构，实施方案1如下：其由四个或四个以上场效应晶体管组成，场效应晶体管91和92的源极相连，91和92分别串联一个或几个场效应晶体管，场效应晶体管93和94的漏极相连，99和100组成了电流源的两个端口，其中一个连接外置电压。
对于上述实施例中的两个天线，在实施中需要接收太赫兹射频信号和本振信号，为了使二者分别馈入到场效应晶体管的栅极和源极，可采用如下几种方案：两个天线相位相差180度；两个天线极化方向垂直；两个天线辐射方向相反。
所述场效应晶体管为金属-氧化物-半导体场效应晶体管、结型场效应晶体管或异质结场效应晶体管中的一种。

Claims (10)

1.一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于：包括：天线、匹配网络和场效应晶体管；
其中，所述天线有两个，分别为用于接受接收太赫兹波信号的天线A(1)和用于接受接收本振信号的天线B(5)；
所述场效应晶体管有两个，分别为：第一场效应晶体管(3)和第二效应晶体管(4)均作为混频器，并分别在各自的漏极处，输出差分中频信号；
所述匹配网络包括第一匹配网络(2)、第二匹配网络(6)及第三匹配网络(7)；所述天线A(1)引出一个馈电端口，经第一匹配网络(2)分别与第一场效应晶体管(3)的源极和第二场效应晶体管(4)的源极连接；天线B(5)引出两个馈电端口，其中一个馈电端口经过第二匹配网络(6)与第一场效应晶体管(3)的栅极连接，另一个馈电端口经第三匹配网络(7)与第二场效应晶体管(4)的栅极连接；
所述负载有两个，分别为第一负载(10)和第二负载(11)；所述第一负载(10)的一端与第一场效应晶体管(3)的漏极连接，所述第二负载(11)的一端与第二场效应晶体管(4)的漏极连接；
每个所述场效应晶体管的源极和栅极以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
2.一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于，包括：天线A(14)、天线B(19)、第一匹配网络(20)、第二匹配网络(15)、第三匹配网络(16)及负载；所述天线A(14)引出两个馈电端口，分别经过第二匹配网络(15)和第三匹配网络(16)对应与第一场效应晶体管(17)和第二场效应晶体管(18)的源极连接；
所述天线B(19)引出一个馈电端口，经第一匹配网络(20)分别与第一场效应晶体管(17)和第二场效应晶体管(18)的栅极连接；
所述负载有两个，分别为：第一负载(23)和第二负载(24)；所述第一负载(23)的一端与第一场效应晶体管(17)的漏极连接，所述第二负载(24)的一端与第二场效应晶体管(18)的漏极连接；，所述第一场效应晶体管(17)的漏极与第二场效应晶体管(18)的漏极作为晶体管单元的输出端，以输出差分中频信号；
每个所述场效应晶体管的源极和栅极以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
3.一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于：包括：天线A(27)、天线B(31)、第一匹配网络(28)、第二匹配网络(32)、第三匹配网络(33)、第一场效应晶体管(29)、第二场效应晶体管(30)、第一负载(40)以及第二负载(41)；所述天线A(27)引出一个馈电端口，经过第一匹配网络(28)与第一场效应晶体管(29)的源极和第二场效应晶体管(30)的源极连接；所述天线B(31)引出两个馈电端口，分别经过第二匹配网络(32)和第三匹配网络(33)分别与第一场效应晶体管(29)和第二场效应晶体管(30)的栅极连接；第一场效应晶体管(29)的漏极和第二场效应晶体管(30)的漏极分别串联有一个或多个场效应晶体管，最末端的第一场效应晶体管(34)的漏极处和最末端的第二场效应晶体管(35)的漏极处作为输出端，输出差分中频信号，最末端的第一场效应晶体管(34)和最末端的第二场效应晶体管(35)的漏极分别与第一负载(40)和第二负载(41)连接；
第一场效应晶体管(29)源极和栅极和第二场效应晶体管(30)源极和栅极、与第一场效应晶体管(29)顺次连接的场效应晶体管至最末端的第一场效应晶体管(34)的栅极、与第二场效应晶体管(30)顺次连接的场效应晶体管至最末端的第二场效应晶体管(35)的栅极、以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
4.一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于：天线A(44)、天线B(49)、第一匹配网络(50)、第二匹配网络(45)、第三匹配网络(46)、第一场效应晶体管(29)、第二场效应晶体管(30)、第一负载(40)以及第二负载(41)；所述天线A(44)引出两个馈电端口，分别经过第二匹配网络(45)和第三匹配网络(46)连接第一场效应晶体管(47)的源极和第二场效应晶体管(48)的源极；天线B(49)引出一个馈电端口，经过第一匹配网络(50)分别与第一场效应晶体管(47)和第一场效应晶体管(48)的栅极连接；
第一场效应晶体管(47)的漏极和第一场效应晶体管(48)的漏极分别串联一个或多个场效应晶体管，最末端的第一场效应晶体管(51)的漏极处和最末端的第二场效应晶体管(52)的漏极处作为输出端，输出差分中频信号，最末端的第一场效应晶体管(47)和最末端的第二场效应晶体管(48)的漏极分别与第一负载(57)和第二负载(58)连接；
第一场效应晶体管(47)的源极和栅极和第二场效应晶体管(48)的源极和栅极、与第一场效应晶体管(47)顺次连接的场效应晶体管至最末端的第一场效应晶体管(51)的栅极、与第二场效应晶体管(48)顺次连接的场效应晶体管至最末端的第二场效应晶体管(52)的栅极、以及对应连入负载的另一端分别连入外部偏置电压。
5.一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于：包括：天线A(61)、天线B(68)、效应晶体管、匹配网络、第一负载(81)、第二负载(82)、第一差分中频信号输出点(79)及第二差分中频信号输出点(80)；
所述匹配网络包括：匹配网络A(62)、匹配网络B(63)、匹配网络C(69)以及匹配网络D(70)；
所述效应晶体管包括：第一场效应晶体管(64)、第二场效应晶体管(65)、第三场效应晶体管(66)和第四场效应晶体管(67)；
所述天线A(61)引出两个馈电端口，其中一个馈电端口经过匹配网络A(62)分别与第一场效应晶体管(64)和第二场效应晶体管(65)的源极连接，另一个馈电端口经过匹配网络B(63)与第三场效应晶体管(66)的源极和第四场效应晶体管(67)的源极连接；
天线B(68)引出两个馈电端口，其中一个端口经匹配网络C(69)分别与第一场效应晶体管(64)和第四场效应晶体管(67)的栅极连接，另一个端口经过匹配网络D(70)分别与第二场效应晶体管(65)和第三场效应晶体管(66)的栅极连接；
每个所述场效应晶体管的漏极均串联一个或多个场效应晶体管，最末端的第一场效应晶体管(71)漏极和最末端的第三场效应晶体管(73)漏极分别连入第一差分中频信号输出点(79)的一端，最末端的第二场效应晶体管场效应晶体管(72)和最末端的第四场效应晶体管(74)漏极分别连入第二差分中频信号输出点(80)的一端；
所述第一差分中频信号输出点(79)与负载(81)一端连接，所述第二差分中频信号输出点(80)连接负载(82)一端；
所述第一场效应晶体管(64)至第四场效应晶体管(67)的源极和栅极、分别与第一场效应晶体管(64)、第二场效应晶体管(65)、第三场效应晶体管(66)、第四场效应晶体管(67)顺次连接的场效应晶体管至最末端场效应晶体管的栅极、以及第一负载另一端、第二负载另一端均接入外部偏置电压。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于，所述天线A和天线B相位相差180°，且天线A和天线B极化方向垂直，辐射方向相反。
7.根据权利要求1～5任一项所述的一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于，所述天线A和天线B分别为缝隙天线、微带天线、喇叭天线、偶极子天线、环形天线、蝶形天线和对数周期天线中的任意一种。
8.根据权利要求1～5任一项所述的一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于，所述匹配网络为单个传输线段、并联短截线、串联短截线、双短截线、共面波导和螺旋电感中的任意一种。
9.根据权利要求1～5任一项所述的一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于：所述负载为电阻、电感、电流源和采用场效应晶体管组成共源共栅电流源中的一种。
10.根据权利要求1～5任一项述的一种差分输出太赫兹波探测器，其特征在于：所述场效应晶体管为金属-氧化物-半导体场效应晶体管、结型场效应晶体管和异质结场效应晶体管中的任意一种。
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