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模数转换器(ADC)是联系现实模拟世界和数字技术的桥梁,ADC对通信、航天航空、医疗、仪器仪表等电子设备都起着非常关键的作用。CMOS制造工艺向深亚微米发展,晶体管尺寸不断变小,使得数字芯片的集成度和运算能力不断增强。但是对于模拟集成电路,变低的电源电压和变大的晶体管阈值电压反而增加了电路设计难度。模数转换器往往是系统的瓶颈,限制了整个系统的速度和精度。流水线型结构是高速高精度ADC的主流选择,流水线ADC的精度很容易受内部电路特性的影响,对电路的设计提出了高要求。多数流水线ADC采用单比特每级的结构形式,或者是首级多比特后续每级单比特的结构形式,因而有流水线级数过多,功耗和面积过大的缺点。针对这些缺陷,本论文采用多比特位每级结构,设计高速高精度的流水线ADC,研究成果如下:1.减少了流水级数量,相对1.5位每级结构需要11级流水,多比特位每级结构只需要4级流水。2.低电源电压下的高速高精度流水线ADC。在1.5V的低电源电压下,ADC具有12位分辨率、200MSPS的采样率。输入正弦测试信号,量化数字输出的有效位数达10.8位。3.较小的芯片面积与功耗。芯片面积为4.0×4.0mm~2,功耗约为400毫瓦。4.设计高增益高带宽的运算放大器,开环直流增益为94.54dB,相位裕度48.6o时的单位增益带宽为4.94GHz。在MDAC的开关电容电路中应用,快速完成高精度残差信号的建立。相对于市场主流ADC的电源电压为1.8V或者更高,本次设计的ADC有更低的电源电压,为1.5V。多数高性能ADC的功耗在1W以上,本次设计的ADC有相对较小的功耗。在Cadence IC51/61设计环境,0.13μm标准CMOS工艺下完成电路设计,仿真测试通过后,做版图设计并提交流片,达到预期目标。