健康物联网(Health Internet-of-Things,H-Io T)被认为是缓解人口老龄化对医疗保障体系压力的重要方式,其核心原理是实时采集人体生物电信息,通过智能设备将信息传递到云端进行大数据互联,从而得到实时监控、反馈和护理。其中,生物电信号监测是后续信息传递、处理、反馈等环节的前提,而低噪声放大是生物电监测的关键。从续航能力和应用灵活性的角度,整个生物电监测系统芯片需要具有低功耗的特点。对于数字电路,降低电源电压可以显著降低功耗,但模拟电路在低压下的设计面临着许多挑战,而且紧凑型的系统设计方案往往需要模拟电路和数字电路共用相同的电源电压。因此,低噪声放大电路(Low Noise Amplifier,LNA)作为典型的模拟电路,如何在低压下满足低功耗的设计要求是非常重要的研究课题。基于以上背景,本文的具体研究工作和结果如下:1)研究了常见生物电信号的幅度、频率等相关特性,结合应用需求明确了LNA的性能指标,通过系统分析现有类别的LNA在低压下面临的问题,对比现有低压低功耗LNA设计技术,明确了本文低压低功耗LNA的设计思路。2)面向LNA偏置电路应用,提出了一种新型的低压低功耗全MOS电压基准电路技术,设计了具有衬底偏置温度补偿的亚阈值正温度系数(Proportional to absolute temperature,PTAT)和负温度系数(Complementary to absolute temperature,CTAT)电流产生电路,进一步通过具有温度补偿的I/V转换电路实现了低温度系数、低输出的电压基准,并通过流片和测试验证了其性能指标。3)分别面向心电及肌电信号和神经信号监测,采用亚阈值设计技术、低压镜像电流源技术,设计了两种结构不同的低压低功耗LNA电路,仿真分析结果显示,能够满足生物电监测的应用需求。本文的电路设计及流片加工均基于0.18μm CMOS工艺进行,所提出的低压亚阈值全MOS偏置电路面积仅为0.0092 mm~2,测试结果显示,在0.5 V电源电压下,输出基准电压为151.9 m V,平均温度系数为35.7 ppm/℃,电压抑制比和线性调整率分别为-51.8 d B和0.09%,在不需要微调、不需要特殊工艺和器件的条件下,功耗仅为17.6 n W。仿真结果显示,所设计的两种LNA电路,在0.5 V电源电压和双电源电压下(0.4 V和0.8 V),分别实现了闭环40 d B和闭环30 d B的增益,带宽分别为0.5Hz～1 k Hz和0.5～6.5 k Hz,包括偏置电路在内,功耗仅为600 n W和1.3μW,完全满足相关生物电信号的监测需求。