集成电路设计已经进入片上系统SoC阶段,即在单个芯片上实现一个包含多个数字模块和模拟模块的系统集成。作为模拟信号和数字信号的转换接口,数据转换器成为SoC芯片中不可或缺的组成部分。进入新世纪以来便携式电子设备和新兴的生物医学传感器、无线传感器网络发展迅速,对A/D转换器的精度和功耗提出了更高的要求。而逐次逼近式A/D转换器因其具有结构简单、工艺兼容性高、功耗低、转换精度高等特点而越来越受到亲睐。低功耗,高精度的逐次逼近式A/D转换器设计也成为学术界研究的热点。本论文分别深入分析了采样开关工作状态中的非理想因素,电荷注入效应以及元件间失配对A/D转换器转换精度的影响和新型集成电路工艺条件下,电源电压不断降低的对A/D转换器中模拟模块信噪比、速度、摆率等性能的影响和在低供电电压下这些参数与功耗的关系,并着重分析了电源电压的降低对A/D转换器采样开关和运算放大器的性能的影响。基于以上理论分析,完成一款低压低功耗12位1MS/s的SAR A/D转换器的电路设计,并基于SMIC 0.18um CMOS工艺对电路进行了仿真。设计中采用本文首次提出的C-2C结构D/A转换器和应用失调输出存储技术的多级级联全差分结构比较器,有效降低了器件不匹配和电荷注入效应对A/D转换器转换精度的影响,提高了A/D转换器的转换精度。另外本文还介绍了几种新型的低功耗电容网络结构,并对其设计进行了对比分析。