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随着CMOS集成工艺的进一步发展，逐次逼近型模数转换器变成了目前数据转换器研究领域的热点之一。由于逐次逼近型模数转换器的高度数字化结构，其性能随其所采用工艺尺寸的缩小而提升。然而由于逐次逼近型模数转换器的二进制搜索过程以及其单比较器的结构，高精度、高速率的逐次逼近型模数转换器的效能往往较差。混合了流水线、辅助量程、噪声整形、时间交织等技术的逐次逼近型模数转换器拓展了传统逐次逼近型数据转换器的应用领域，并且同时带来转换速率、精度和转换效能等某一方面或某几方面的提升。然而，混合型数据转换器的性能往往受限于各个子转换器之间的匹配以及余差放大等问题。 本论文针对混合型模数转换器中的关键模块进行了研究与设计。首先，提出一款应用于逐次逼近辅助流水线型模数转换器中的高增益动态放大器。该动态放大器采用交叉耦合共源共栅的增益提升技术，在将传统共源共栅型动态放大器的增益提升一倍的前提下，速度提升31％，总谐波失真比提升7dB，功耗降低39％。提出的交叉耦合共源共栅动态放大器在130 nm CMOS工艺下进行仿真验证，显示出远优于传统动态放大器的品质因数。其次，设计了一款高效能13-bit10 MS/s到50 MS/s基于量程辅助的流水线逐次逼近型模数转换器。在设计的数模转换器中，提出了基于量程辅助的悬空电容阵列，降低了电容切换的功耗、提高了电容切换的线性度和速度;提出了工艺、电压、温度不敏感的时间域余差放大器，具有动态功耗和噪声滤波的优势;提出了采用预开窗技术的异步控制逻辑，提高了逐次逼近过程的速度。设计的混合型模数转换器在130 nm CMOS工艺下进行了流片验证，有效核心面积0.22 mm2。测试结果表明，当电源电压为1.2V，混合型模数转换器转换时钟为50 MS/s，输入信号为奈奎斯特频率时，模数转换器的信噪失真比达69.1 dB，无杂散动态范围达80.7 dB，消耗功耗为1.32 mW。设计的混合型模数转换器，支持可变电源电压和转换速率，当电源电压从0.8V变化到1.2V，转换速率从10 MS/s变化到50 MS/s时，模数转换器的Walden品质因数从4.0 fJ/conversion-step变化到11.3 fJ/conversion-step。