随着微电子技术和嵌入式设计的发展,越来越多的应用需要对一些信号幅度较弱的进行检测和测量。这些幅度较弱的信号需要在抑制干扰信号的同时被适当放大。为了克服这个问题,仪表放大器被用来抑制任何不需要的噪声或影响原始信号的共模信号,并且还提供对所需信号的适当放大。因此研究低失调高共模抑制比的仪表放大器具有重要意义。本论文采用HX30双极工艺实现了基于传统三运放结构的仪表放大器结构,进行了电路的设计、前仿真、版图布局和后仿真,核心电路模块有偏置电路、两个同相放大器电路和一个差分放大器电路。在以往的文献中,大多数三运放结构仪表放大器的三个运算放大器类型及结构均相同,本文同相放大器和差分放大器的增益级和输出级电路均相同,但是输入级不同。同相放大器输入级采用电流传输结构,差分放大器采用差分跨导输入结构,相较于传统三运放仪表放大器本文设计的仪表放大器在共模抑制比、失调电压、增益和带宽方面取得了显著的改善。三个运算放大器的输出端都采用轨对轨输出结构,使其仪表放大器具有近似轨对轨的输出摆幅。为了理想的共模抑制比、低失调电压、低噪声等性能指标,选择了合适的运算放大器电路拓扑结构,除此之外,分析了影响本文仪表放大器整个结构的失调电压、温漂和共模抑制比的主要参数,对仪表放大器需要匹配的外围电阻网络选择采用激光修调技术对其进行精准修调以得到高精度仪表放大器。整个仪表放大器电路使用Cadence的Spectre工具进行仿真,工艺采用渝芯公司的HX30互补双极型工艺。仿真结果表面该仪表放大器可以在单电源3V～9V范围内正常工作,双电源时可以在±3V～±9V范围内正常工作。该放大器的典型输入失调电压为152.3μV,温漂为1.69μV/℃,共模抑制比大于84d B,等效输入噪声在1KHz时为37n V/√Hz,增益可以在1～1000范围内可调。电路为单位增益时,增益误差为0.0232%,单位增益下的带宽约为950KHz。在5V单电源供电时,电流消耗为450μA。本文仪表放大器可适用于低功耗医疗仪器、传感器接口、热电偶放大器、工业过程控制和低功率数据采集等领域。