随着半导体技术的快速发展,微弱电流检测技术已经广泛应用在众多领域,对微弱电流检测技术的的分辨率要求也越来越高。高分辨率意味着可以检测更微弱的电流,很多领域产生的微弱电流已经达到亚pA级别,这给微弱电流检测技术带来了很大的挑战。为了应对微弱电流检测技术面临的挑战,设计一款具有高分辨率的微弱电流调理放大芯片具有重要意义。为了实现亚pA级别的电流分辨率,本文在传统的电荷积分器基础上构造微弱电流检测方案,提出了一种低噪声电流放大电路。微弱电流检测采用电荷积分器作为前端方案,以减小热噪声的影响,为了抑制和消除电荷积分器电路中的kT/C噪声,采用相关双采样技术。为了研究噪声对电流分辨率的影响,分析放大器电路中的噪声传递过程和电路非理想特性,引入Allan方差来评估电流的分辨率。待测信号采用单端电流输入方法,为了解决单端开关电容电路存在的电荷注入和时钟馈通问题,设计伪差分放大结构,并添加额外的输入共模反馈电路。微弱电流信号要求放大器具有较高的增益,为了达到100dB以上的增益,我们采用增益自举技术来提升增益。为了减小输出级尾电流管的噪声贡献,采用源级退化（source degeneration）技术,在这四个尾电流管的源端加上源退化电阻。分析微弱电流信号的特性,设计测试方案和硬件电路,完成原理图和PCB绘制,并采用屏蔽措施减小外部电磁干扰。测试电路前端采用光电二极管产生微弱电流信号,微弱电流信号送入待测芯片产生差分电压信号,接着电压信号经过调理放大电路,实现同相放大和差分转单端,最后输出到信号分析器。对测试原理及步骤进行详细说明,从信噪比和艾伦方差两个方面进行测试,并分析测试结果,计算电流分辨率。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺完成整体微弱电流调理放大芯片的设计,在Cadence软件里面完成电路的设计和仿真。经过后仿真分析,主运放的增益达到115.1dB,等效输入噪声为17.78nV/（?）,整个芯片面积为956μm× 1056μm。基于信噪比和艾伦方差对芯片进行电流分辨率测试,测试结果表明,基于信噪比测试的最小电流分辨率为0.036pA,基于艾伦方差测试的最小电流分辨率为0.035pA,两个测试结果都达到了亚pA级别。