运算放大器是集成电路中非常关键的部分。例如,放大器是数据转换器,滤波器,传感器等高级系统的核心部件,放大器的性能高低往往决定了一个系统的整体性能,甚至限制了系统的进一步发展。自从十九世纪六十年代Widlar研制成功第一个商用放大器开始,放大器发展迅速。从最初的低密度,大尺寸,高功耗等,逐渐向高集成度,极小尺寸,低压低功耗发展。如今,特征尺寸已经进入纳米级。工艺发展给模拟IC带来益处的同时也伴随着诸多挑战。近些年来,随着消费电子,通信,计算机和网络等的发展,系统的复杂度也越来越高,对各种子系统(如放大器等)和元器件的要求也更严苛。放大器性能的提高又反过来提高了系统的性能。总之,各种电子系统和放大器相互促进,相互发展。即便到了今天,深入研究运算放大器,不断提出新的运放结构和改进运放的性能,依然具有十分重要的意义。本文主要设计了一个高精度低噪声运算放大器,主要用于滤波器和低噪声应用领域。首先介绍了噪声的一些基础知识,然后从工艺,器件,电路结构等领域探讨了如何较小噪声和失调,这决定了输入级的选择。为实现高低频增益,中间级采用折叠式共射共基结构。为隔离负载,提高线性度,提高驱动水平,采用了double buffer结构。为得到稳定可控的电流,本文采用峰值电流源电路来实现。为了实现大的带宽,第二级内部采用了前馈补偿来旁路特征频率较低的PNP晶体管。稳定性方面,我们采用传统的调零电阻式miller补偿。本文所用的工艺是上海先进半导体(ASMC)4μm双极型工艺,采用了Hspice软件进行仿真,Cadence进行版图的绘制和验证,并最终流片测试。仿真得到的等效输入噪声电压是2.465 nV(?),转换速率(SR)为2.61 V/μs,输入失调电压为0.0146 mV,低频增益131.3 dB,共模抑制比(CMRR)170 dB,单位增益带宽(GBW)为6.06 MHz,相位裕度(PM)为51.7°。版图面积为4100μmx2590μm。整个电路具有极低噪声与失调,实现了预期目标。