可变增益放大器（Variable Gain Amplifier—VGA）作为自动增益控制系统的核心电路，广泛应用在通信、卫星发射、数据转换等相关领域。带有可变增益放大器的石英陀螺驱动电路，能够实现对石英陀螺的正弦驱动，而具有高稳定性、高集成度及高精度的正弦驱动电路能够极大地提高石英陀螺的稳定性和分辨率。因此设计出款高性能的可变增益放大器对增强石英陀螺正弦驱动电路的整体性能有着重要意义。本文从石英音叉陀螺的工作原理入手，深入研究了正弦驱动电路的驱动原理。然后，对常见的VGA结构原理进行了分析并介绍了影响VGA性能的指标。理论分析后，对所确定的可变增益放大器结构进行电路设计。本文采用的单级放大器、指数增益控制的可变增益放大器，包括核心放大器及指数控制电路两部分。其中，核心放大器在基本Gilbert单元上进行改进，从而提高了核心放大器增益和带宽、减小了核心放大器的功耗和电压消耗余度；指数控制电路以修正后的指数函数为理论基础，在最大程度上逼近指数函数，并且该理论可以提供较大的控制电压范围。本课题基于0.5μmCMOS工艺，利用Hspice和Cadence对可变增益放大器进行设计和仿真。电路的工作电压为5V，负载电容取5pF，仿真结果显示可变增益放大器的单位增益带宽为3MHz，非失真控制电压范围为2.2V~2.7V，增益动态变化范围-40dB~+30dB。