近年来，随着科技水平的不断提高，工业生产能力的较快发展，集成电路的使用越来越广泛，在一些较为特殊的领域，使用集成电路的环境温度越来越高，这就对集成电路的工作环境温度也有了较高的要求，因此耐高温集成电路设计技术正逐渐成为研究热点。随着工作环境温度的不断升高，CMOS运算放大器的失调电压增大，当环境温度超过150℃时，PN结的泄漏电流的主要成分改变为反相扩散电流，并且随着温度上升急剧增加，高温下的值较大，从而致使CMOS运算放大器的直流特性和交流特性恶化，导致CMOS运算放大器在高温环境下工作异常。本文对国内外的高温模拟电路技术做了广泛的调查与研究，对这些技术的基础模型、工作原理及优缺点进行了研究分析，将理论分析与这些技术成果相结合，根据高温模拟电路的设计规则设计了一个可以在200℃环境温度下正常工作的二级CMOS模拟运算放大器。为了实现电路较强的抗干扰能力，减小电路的失调电压以及温漂，采用差分放大电路实现高温CMOS运算放大器的输入级；中间级也是增益级，采用宽摆幅的共源共栅结构；为了使CMOS运算放大器在高温时工作状态稳定，要求该电路工作在零温度系数点，所以偏置电路的设计尤为重要；为了使电路的带载能力提高，较低的输出阻抗和良好的频率响应特性，采用源极跟随器作为输出级，并采用密勒补偿电路对运算放大器进行频率补偿。按照国内某流片厂家6μm，30V铝栅工艺提供的版图设计规则对该电路进行了版图设计，采用Spectre仿真工具对所设计的电路进行了详细的仿真。在该流片厂家完成流片并完成相关测试。在环境温度200℃、VCC=5V、VEE=0V的单电源电压条件下对电路主要技术指标进行了详细的测试，测试结果显示：直流开环增益达到80dB，相位裕度为55度，单位增益带宽典型值为1.5MHZ，失调电压为0.8mv，温度漂移为3μv/C。通过对各项主要技术指标参数分析表明：本文所设计高温CMOS模拟运算放大器实现了预期目标。此次设计的运算放大器可用于石油探测领域、航空航天领等相关领域的系统设备中。