本论文设计工作来源于西安电子科技大学CAD所的科研项目“电源管理类集成电路关键技术理论研究与设计”，设计了一款高效率同步电压模降压型DC-DC转换器芯片XD3022。论文首先介绍了最新的国内外集成电路，特别是电源管理类集成电路的发展概况，随后介绍了三种常见的DC-DC拓扑结构，在此基础上详细分析了降压型DC-DC转换器的基本结构和工作原理；然后对系统进行了行为级建模，对电压模的补偿网络进行了详细的推导和分析以及电路实现，在这个基础上给出了芯片的系统规划、电气特性和典型应用电路；接下来对芯片的关键模块进行了功能描述以及设计原理的介绍，并给出了晶体管级的电路实现以及仿真结果来验证功能；最后给出了芯片的整体仿真结果和版图布局的说明。XD3022的开关频率达到3MHz，采用了一种新颖的误差放大器补偿网络的设计技术，可提高瞬态响应速度，并且该结构易于集成，缩减版图面积，外部仅需很小的前馈电容就可保证环路的稳定工作；芯片内部产生的锯齿波斜率与电源电压成正比，保证了芯片调制级在不同电源电压下恒定的增益；芯片XD3022设置的零电流负电流检测模块可以保证芯片在轻载情况不同工作模式下高效率工作；芯片内置了输入欠压锁定、过温关断、过流保护等保护电路使芯片可以更加安全、稳定的工作。XD3022的设计采用0.18um CMOS工艺，并且使用Cadence、Hspice的EDA平台进行了前仿真验证，版图布局以及后仿真验证。仿真验证表明各类直流交流电气特性指标达到设计要求。