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运算放大器是模拟集成电路中重要的、通用的单元模块，增益和单位增益带宽是衡量运算放大器性能优劣的两个最重要指标，长期以来不断地提高运放的增益和单位增益带宽指标一直是高性能运放设计的努力方向之一。本文主要分析了全差分运放、共模反馈和增益提高技术的基本原理，在此基础上基于折叠共源共栅结构、两差分对组成的共模反馈以及增益提高技术，设计了一种高增益宽带CMOS全差分运算放大器。基于TSMC 0.25gm 2P5M CMOS工艺，利用CadenceSpectre仿真工具分别对所设计的运放电路进行了仿真分析。结果表明，在2.5V的单电源电压下，运算放大器的直流开环增益为104dB，单位增益带宽为385MHz，达到并超出了最初提出的增益和带宽的要求。论文还分析了一种电荷定标的D/A转换器以及带自举开关的采样保持器原理，利用本文设计的全差分运算放大器作为口核分别应用于一个8位的D/A转换器和50MSPS的采样保持器中，并取得了较好的仿真结果。最后，根据TSMC 0.25 um双多晶双层铝布线CMOS工艺的设计规则，利用Cadence Virtuoso版图设计工具对高增益宽带CMOS全差分运算放大器电路进行了版图设计。