近年来，以电池作为电源的电子产品得到广泛使用，迫切要求采用低电压的模拟电路来降低功耗，所以低电压、低功耗模拟电路设计技术正成为研究的热点。本文在分析MOS管恒跨导输入级和AB类输出级的基础上设计了一个低压、高增益、恒跨导的CMOS Rail-to-Rail运算放大器；分析了带隙基准源曲率产生的主要原因，优选V_BE线性化曲率补偿技术，设计了一个与CMOS工艺兼容的低温度系数、高电源抑制比的带隙基准源电路，该带隙实现了二阶温度曲率补偿，另外增加了启动电路。采用Huahong-NEC 0.25μm CMOS工艺的BSIM Spice模型，用Cadence spectre对运放和带隙进行了详细的仿真并分析了其仿真结果，优化了所设计电路后再仿真，结果表明运放输入输出范围均可达到全摆幅，具有较高的增益、共模抑制比、电源抑制比和摆率，且噪声小；此带隙基准源输出基准电压的温度系数为7.6ppm／℃，温度性能良好，且具有很高的电源抑制比，满足CMOS Rail-to-Rail运放对基准电压的要求。最后本文对CMOS集成电路中的匹配性做了一定的分析和研究，推导出MOS管工作于饱和区和线性区时电压、电流失配的因素，并对MOS管匹配特性的影响进行了分析，系统地提出一些进行MOS管匹配设计的方法及应该采取的版图设计规则，为CMOS集成电路设计提供必要的理论依据。