微电子技术与信息技术的发展不断推动着电路系统的数字化进程。数字电路在工艺、性能方面的优势使其应用越来越广泛，几乎可以替代许多传统的模拟电路。由于自然界中出现的信号和人类能感知的信号都属于模拟量，数字电路必须经由数模转换系统才能建立与自然界的联系。在混合系统中，模数转换器是对物理信号进行数字化处理的入口部件，它的性能直接关系到整个信号处理系统的品质。数码影音等消费类电子产品的普及对高性能低功耗的模数转换器(ADC)提出了新的要求。本文在对目前流行的各种ADC进行分析比较的基础上，重点设计并研究了一种高速高精度低功耗的流水线结构ADC。 本文在介绍了流水线ADC基本原理与结构后，分析了流水线ADC系统设计中存在的非理想因素与各种误差源，然后在考虑各种约束条件后，提出了系统的具体设计方案，主要采用开关电容电路设计了输入采样/保持模块(SHA)、子模数转换器(SubADC)和倍增数模转换器(MDAC)电路，利用冗余位设计和数字校正技术减少了失调误差。为了提高流水线ADC的整体性能并降低功耗，提出了改进的流水线A/D转换器体系结构，它采用两级子模块共享一个改进的运算跨导放大器(OTA)，最后详细分析设计了一个高性能、低功耗跨导运算放大器和动态比较器模块。 本文最终完成了一个每级为1.5位结构、10位、20兆赫兹采样频率高性能低功耗的流水线ADC关键模块电路的设计。整个电路设计基于0.6μm CMOS工艺，5V电源供电，利用Hspice对OTA和比较器模块电路进行了仿真，所设计的OTA开环增益为78dB，单位增益带宽可达300MHz，直流功耗约为16 mW。结果显示，所设计的ADC关键模块电路的性能，完全满足流水线结构ADC的高速低功耗设计要求。