在光纤数字通信系统中，前置放大器必须同时具备高灵敏度和宽动态范围，成为光接口集成电路设计的重点与难点。同步数字体系(SDH)中最重要和最基本的模块就是STM-1。国内专家学者采用CMOS工艺设计出的STM-1速率级前置放大器弥补了我国在该领域的空白，但这些研究成果在灵敏度和动态范围指标方面与系统要求还有很大差距。本论文的目标是使具有自主知识产权的前置放大器真正具备实用价值，同时与国外同类产品相比有一定的竞争力。 在工艺方面，有意识地选择华润上华(CSMC)的0.6μm、两层多晶硅、两层金属的混合信号CMOS工艺。其优点是国内成熟工艺、成本相对较低、容易获得生产线支持。 在电路设计方面：为了降低电路本身引入的噪声，跨阻放大器中的核心放大器采用了高增益的多级放大结构，从而能够在保证-3dB带宽的情况下提高反馈电阻值，减小反馈电阻对输入噪声电流的贡献；同时设计包含电流基准、运算放大器、带隙电压基准的低压差稳压器，抑制电源的噪声和波动，以降低电路外部噪声对灵敏度的影响；采用了平均值检测的方式来检测光电流幅度；采用了消直流电路来旁路光电二极管输出电流中的直流分量，稳定了电路的直流工作点；自动增益控制部分通过采用分段增益控制的方法实现了高达45dB的增益压缩比，从而扩展了动态范围；采用CMOS工艺设计的峰值检测电路可用于高速伪随机信号和射频信号的幅度检测。 分别采用0.6μm和0.5μmCMOS工艺设计了具有自动增益控制功能的前置放大器和低压差稳压器，通过上海集成电路设计中心的MPW计划在华润上华进行了芯片制造，在东南大学射频与光电集成电路研究所分别进行了在晶圆测试、键合测试和封装测试，从而完成了对上述方案的功能验证。理论分析和仿真验证表明，结合先进的电路设计技术，采用0.6μmCMOS工艺完全能够设计出低功耗、高灵敏度和宽动态范围的高性能前置放大器。