近年来,随着微电子技术在生物医学领域的应用不断发展,这一交叉领域在学术界得到了越来越多的关注。在诸如生物电信号采集、脑机接口等重要应用中,对信号采集设备的体积、功耗、噪声等性能提出了非常高的要求。作为生物电信号采集系统中关键模块的模拟前端放大器,对系统整体性能有着决定性的影响,从而引起了研究人员的极大关注。目前,低功耗、低噪声、高输入阻抗、高共模抑制比、高电源电压抑制比以及面积小是模拟前端放大器的主要关注点。本文主要针对植入式多通道脑电信号采集的应用,对相应的前端放大器电路模块进行了研究、分析与设计。主要工作包括:(1)针对植入式多通道脑电信号采集的应用场景进行了分析,从系统的角度出发,探讨了模拟前端放大电路的整体性能需求。基于闭环电容反馈结构设计了采用斩波稳定技术的多通道放大器系统,该放大器由两级放大电路、斩波开关构成。(2)针对植入式设备对于低噪声、低功耗的需求,在现有的用于优化NEF的电流复用结构的基础上,提出了一种新型的反相器堆叠电流复用结构。基于四级反相器堆叠,实现了一种具有低复杂度、低噪声效率因子等特点的四通道脑电信号采集的前端放大器芯片。使用UMC 0.18μm CMOS工艺对所提出的新型反相器堆叠电流复用结构前端放大器芯片进行设计,仿真结果表明所设计的放大器芯片在1.8V电源电压下,小号的总电流为198nA,-3dB带宽为5.41kHz,输入噪声功率谱密度为76.6nV/√Hz,增益为25.6dB,噪声效率因子和功耗效率因子分别为0.888和1.419。此外,与传统的正交电流复用结构相比,该反相器堆叠结构还具有无需电流重组电路,通道间串扰低,输出支路数目随堆叠层数线性增长的优势。这些优点使得反相器堆叠结构具有更低的复杂度、更好的性能以及实现更高阶的电流复用的可能性,令其成为一种更适合实现超低噪声效率因子的新一代多通道脑电信号放大器结构。