人体在静止和活动状态下,都存在与生命活动息息相关的生物电现象。在各种人体生物电信号中,心电信号和神经信号具有代表性。心电信号可以直接在体表采集,能用于诊断多种心脏疾病、监测病人生命体征;神经信号需植入电极方可检测,从而探测神经异常和损伤。心电信号和神经信号具有人体生物电的共性,即低频、低幅值、易被湮没,因此采集过程中必须对它们进行线性放大。同时它们在特征和存在形式上又有所区别。因此,本文基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,分别设计了用于体表采集的心电信号放大器和面向植入式设备的神经信号放大器,对两种不同的人体生物电信号放大器进行研究。在心电信号放大器的设计中,考虑到人体心电信号采集过程中存在电极失调电压、诸多共模信号干扰,以及传统心电信号放大器存在输入共模范围小、功耗高、芯片面积过大等问题。本文采用具有宽输入共模范围和高共模抑制比的电流反馈放大器作为心电信号放大器的主放大器;加入失调电压抑制回路以负反馈的方式减小电极失调电压的影响,确保电路偏置在正确的静态工作点上;集成右腿驱动电路以提高系统的共模抑制比,降低共模干扰的影响。仿真结果显示,在1.8V的电源电压下,功耗为46.8μW,共模抑制比高达107.4d B,可抑制±200m V的电极失调电压,输入共模范围为0～1.55V,电路版图面积为422×315μm2。神经信号放大器则侧重于面向植入式电路的低功耗设计、低噪声设计和小面积设计。本设计采用电容耦合斩波放大器为主放大器,利用斩波技术降低电路中的低频噪声,并用张驰振荡器提供斩波器的开关控制电压,最后在放大器输出端接入跨导电容低通滤波器滤除毛刺等高频干扰。仿真结果表明,在1V的低电源电压下,功耗仅为6.67μW,共模抑制比为99.1d B,输入参考噪声为0.79μVrms,电路版图面积为292×230μm2。本文以心电信号放大器和神经信号放大器为代表对人体生物电信号放大器进行研究,设计结果达到预期要求,对人体生物电信号放大器的研究具有一定的参考意义。