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运算放大器作为线性电路中最通用和最重要的模块电路,广泛应用于模拟系统和混合信号系统之中。在一些模拟电路中,如模拟滤波器,高精度ADC(analog to digital converter,ADC),耳机驱动和LCD(Liquid Crystal Display,LCD)驱动要求运算放大器具有驱动不同容性负载的能力。单级运算放大器能驱动不同的容性负载,但是随着电源电压和CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,单级运算放大器所能达到的增益已经不能满足系统高精度的要求。多级运算放大器(两级或三级)因为其高增益,宽输出摆幅等优点而备受青睐。但是多级运算放大器因存在多个低频极点,需对其进行频率补偿。本文研究了两级运算放大器和三级运算放大器的频率补偿技术。在分析一些已有频率补偿方案的基础上,提出了一些频率补偿方案,能提升运算放大器的性能。本文主要内容总结如下:(1)分析了两级运算放大器的频率补偿技术,提出了一种嵌入式电流放大器补偿的两级运算放大器,它将电流放大器嵌入第一级中,在提高直流增益的同时,使次极点处于更高频率处,能提升驱动容性负载的能力。和普通的带电流放大器的米勒补偿两级运算放大器相比无需额外的偏置电路,提高了单位增益带宽,同时能减小失调电压。为了进一步减小补偿电容,提出了一种带电压控制电流源的电容倍增技术。在电流放大器的输入端并联了一个电压控制电流源,对流过补偿电容的电流进行分流,减小流入电流放大器的等效电流,提升电容倍增系数,将该电容倍增技术应用于两级运算放大器中,能减小所需的补偿电容。(2)在研究普通两级运算放大器的基础上,提出了一种基于反相器输入结构的分裂补偿两级运算放大器。普通两级运算放大器的单位增益带宽受限于第一级的跨导,该放大器两级输入均采用反相器结构,能提升等效跨导,增加放大器的增益和单位增益带宽,同时分裂补偿用于提升鲁棒性。(3)大容性负载三级运算放大器的频率补偿技术。嵌套式米勒补偿三级放大器中,第二个补偿电容的存在,限制了驱动容性负载的能力,本文设计了一种带电流放大器的单电容补偿的三级运算放大器,通过在补偿电容和第一级输出之间插入一个电流放大器,对补偿电容和第一级的输出阻抗进行隔离,增加了内部反馈环路的单位增益带宽,提升三级运算放大器驱动容性负载的能力。在此基础上设计了一种嵌入式电流放大器的单电容补偿的三级运算放大器,该放大器将电流放大器嵌入到第一级之中,提高了直流增益,补偿了主极点频率的降低给单位增益带宽带来的影响。(4)宽范围容性负载三级运算放大器的频率补偿技术,一些驱动低功耗大容性负载三级运算放大器不能直接驱动小容性负载,本文设计了一种双米勒并联补偿的三级运算放大器,它在第一级和第三级之间加入两条补偿网络。一条补偿网络用于提升驱动大容性负载的能力,一条用于保证小容性负载时的稳定性。为了减小补偿电容,利用嵌入式电流放大器的电容倍增功能,设计了一种带嵌入式电流放大器的双米勒并联补偿的三级运算放大器,该放大器在实现双米勒并联补偿三级运算放大器功能的同时,减小了所需的补偿电容。