低频微弱信号检测是高灵敏度传感器的关键技术。传感器前置放大电路是传感器信号处理系统的重要组成模块,前置放大电路的噪声、增益、失调电压等参数决定了传感器的整体性能。本文的目的是针对医疗电子领域应用需求,设计适用于高灵敏度传感器的高增益、低噪声前置放大电路,基于CMOS工艺提供高性能的噪声抑制工程解决方案。本文从传感器输出的微弱信号出发,提出了放大电路的设计需求。针对医疗电子领域信号幅度微弱,频率低等特点,设计了基于自动调零(AZ)架构和增益可调仪表放大器(IA)架构的放大电路。其中AZ架构放大电路采用了两级输出失调储存(OOS)单元级联的方案以获得更高的增益,并且在每一级的输出端采用源跟随器对输出信号进行隔离,有效抑制噪声。IA架构采用三运放方案以实现对共模噪声的有效抑制,并通过数字配置电阻网络实现了增益的数字化控制。本文完成了AZ架构和IA架构中所有的系统定义、电路设计和版图实现的工作,并通过仿真全面验证了系统的性能。其中AZ放大电路版图面积为0.04539mm~2,仿真结果表明在0~100 Hz通带内增益为60 dB,积分输入噪声低于3 pV~2,等效输入失调电压低于0.3μV;IA架构放大电路版图面积0.036mm~2,在0~100 Hz通带内实现356/188/95等3种不同增益,积分噪声低于43 pV~2,工作电流为460μA。两个架构均达到了设计指标。