近年来随着全球人口增长和人口老化速度的加快以及人们健康意识的逐步增强,医疗电子设备的增长速度每年都超过10%,而低功耗、高精度的模拟器件成为推动医疗电子发展的关键部分。低噪声仪表放大器是微弱生物电信号提取和放大的关键模块,这使得低噪声仪表放大器的研究成为一个重要课题。本文的主要目的是研究并采用CMOS工艺实现一种低噪声的仪表放大器专用集成电路模块,该模块用于模拟前端的设计中。仪表放大器是一种能精确放大两输入端之间的差模信号而抑制任何共模信号,并将差分输入转换为单端输出的放大器。低噪声是仪表放大器在微弱生物电信号提取和放大中最重要指标。本文研究了几种常用仪表放大器的电路结构,三运放结构的仪表放大器和电流模式的仪表放大器在微弱生物电信号的提取和放大中明显没有专用低噪声仪表放大器有优势,专用低噪声仪表放大器不仅结构简洁,不采用激光调阻即可实现比较高的的共模抑制比,而且噪声比较低。针对微弱信号提取和放大这一具体应用,本文设计了专用低噪声仪表放大器,在这个电路中主要进行了如下研究:1.研究了降低噪声的主要技术,包括斩波稳定技术和自动调零技术,并最终选择斩波稳定技术作为电路降低噪声的主要技术,电路包括调制解调器、前端放大器、带通滤波器、低通滤波器、振荡器和偏置电路几个模块。2.针对斩波稳定技术中调制解调器的非理想特性引入残余失调,采用二阶带通滤波器减小残余失调。3.为了提高仪表放大器的输入共模范围,调制解调器和前端放大器都采用rail-to-rail的输入方式。电路采用TSMC 0.35μm CMOS工艺进行了仿真流片设计,测试低频等效输入相关噪声谱密度为27.2 nV/sqrt(Hz),开环增益100 dB,3 dB带宽10 kHz,芯片面积980μm×450μm。仿真和测试结果显示基于斩波稳态技术的低噪声专用仪表放大器是一种有效的微弱生物电信号提取和放大电路。