近年来,以电池作为电源的微电子产品得到广泛使用,迫切要求采用低电压的模拟电路来降低功耗,低电压、低功耗的模拟电路设计技术正成为研究的热点。在模拟集成电路中,运算放大器是最典型的电路之一,所以设计低电压低功耗的运算放大器是非常必要的。在实现低电压低功耗的过程中,必须考虑电路的主要性能的实现,因为电源电压的降低将影响电路的性能,只是实现低压低功耗而不实现良好的性能是不大妥当的。本论文对国内外的模拟低电压低功耗技术做了广泛的调查研究,分析了这些技术的工作原理和优缺点,在吸收这些技术成果基础上设计了一个1.5V低功耗轨至轨CMOS运算放大器。在设计输入级时,为了使输入共模电压范围达到轨至轨,不是采用传统的差动输入结构,而是采用了NMOS管和PMOS管并联的互补差动输入对结构,并采用成比例的电流镜技术实现了输入级跨导的恒定;在中间增益级设计中,电流镜负载并不是采用传统的标准共源共栅结构,而是采用了适合在低压工作的低压宽摆幅共源共栅结构;在输出级设计时,为了提高效率,采用了推挽共源级放大器作为输出级,输出电压摆幅基本上达到了轨至轨;本论文改变传统基准源基于运放的设计,采用了带电流镜负载的差分放大器设计了一个基准电流源,给运放提供稳定的偏置电流和偏置电压,保证了运放的稳定性;并采用了带调零电阻的密勒补偿技术对运放进行频率补偿。整个电路采用标准的中芯国际0.35μm CMOS工艺参数进行设计,并经过HSPICE工具仿真,仿真结果表明,当接100pF负载电容和1k?负载电阻时,运放的静态功耗只有280μW ,直流开环增益、单位增益带宽和相位裕度分别达到72dB、2.5MHz和58度,各项技术指标都满足设计要求。本运算放大器可望用于移动通讯、个人数字助理、便携式音响系统、电池监测系统等产品中。