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随着电子技术的迅速发展，低功耗，高性能已成为电子产品尤其是便携式电子产品的竞争指标，跨导运算放大器（OTA）作为一个通用模块被广泛应用于驱动大电容负载电路，如振荡器，数据采样系统，以及LDO，DC-DC中的误差放大器。这些系统中的应用要求OTA设计时应该具有较低的静态功耗和合理的高速响应。然而，经典结构的放大器，由于其尾电流固定，难以兼顾满足静态下的低功耗高增益和大信号下的高速驱动的要求，低功耗和高速的要求是矛盾的。所以设计具有高增益，低功耗，大摆率的跨导运算放大器成为了集成电路的关键技术领域。本文系统地归纳总结了国内外跨导运算放大器研究现状和发展动态，详细介绍MOS管集成电路原理，跨导运算放大器OTA电路的基本工作原理，通过经典OTA电路模型的电路结构，根据自适应尾电流技术和电流镜分流技术设计了一种新型的OTA跨导运算放大器。本设计采用无锡华润上华公司0.5umDPTM混合信号工艺进行设计。电路中共模电平选用1.2V，负载电容CL选用30pF。绘制出新型OTA电路图，通过HSPICE对经典OTA电路和改进型OTA电路进行仿真对比，仿真结果显示改进型OTA电路低频增益62.4dB,低频带宽1.623MHZ,大信号摆率22.1V/us,版图面积为0.03mm~2。同时兼顾了静态低功耗和动态快速响应的性能要求。本文后半部分是将设计的新型OTA电路应用到OTA-C滤波器设计中，根据经典的全集成OTA-C有源滤波器的设计方法，分别基于信号流程图法和级联法设计出来二阶低通滤波器和五阶低通滤波器，嵌入所设计的OTA跨导运算放大器,通过PSPICE仿真验证，设计方案正确。提出了一种可实现任意阶全集成滤波器设计方法，嵌入所设计的OTA跨导运算放大器，绘制出四阶带通滤波电路图，并进行PSPICE仿真验证，仿真结果显示滤波器各性能指标达到设计要求。