随着社会的发展和科学技术的进步,电子消费品快速的进入日常生活的方方面面。在市场的推动下,集成电路行业对芯片的要求越来越高。放大器作为模拟电路和数模混合电路最常见最重要的模块之一,其性能直接影响电路的整体性能。随着电源电压的逐步降低,轨对轨运放放大器已经成为放大器的重要发展方向。目前如何设计一款具有高增益、宽带宽的轨对轨运算放大器已经成为了研究热点。本文在查找国内外轨对轨运算放大器的文献,研究和分析轨对轨运放工作原理和特点的基础上,设计了一款高增益宽带宽轨对轨运算放大器。该运放采用三级结构以达到很高的增益。第一级为折叠式共源共栅结构,采用轮流开启的互补差分对以保证轨对轨输入和跨导的恒定,中间级采用非对称的套筒式共源共栅结构,与普通对称式套筒式共源共栅结构相比,在达到相同输入跨导的基础上,可节省1/3的功耗,减小1/3的输入对和负载的版图面积。输出级采用AB类前馈式输出级,做到了低静态电流和低失真的折衷,同时达到了轨对轨的输出。本文设计采用了带有调零电阻的嵌套密勒补偿,构造左零点抵消第二极点以获得更高的系统稳定性。基准采用PTAT电流源以及基于PTAT电流源生成的电压基准源。PTAT电流源作为运放输入对的尾电流源以获得随温度变化相对恒定的输入级跨导。电压基准源作为参考电压供偏置电路使用,来获得一些固定的偏置电压。本文设计基于0.5μm的BCD工艺,使用Spectre仿真。仿真结果表明,常温时在2.7V的电源电压下,轨对轨运算放大器的开环增益达146dB,单位增益带宽66MHz,相位裕度61°,压摆率为128V/μs,电源电压抑制比为107dB,共模抑制比为123dB,跨导随输入共模范围变化率为7%。输入共模电压范围0~2.7V,输出共模电压范围0~2.7V,实现了轨对轨输入和轨对轨输出。