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随着通讯系统、生物医学设备和便携式电子产品等应用领域的不断发展，低功耗、低成本和高性能的数模混合信号转换芯片（模数转换器和数模转换器）成为当今集成电路设计者追求的一个热门方向。本文的研究内容来源于国家自然科学基金项目（编号：61161003），基于低功耗、小面积的理念，针对模数转换器和数模转换器进行研究，主要内容分为以下三个部分： （1）研究并设计了一款低功耗高信噪比的8位SAR ADC，分析了功耗和误差来源，并提出一款高速高精度比较器。基于SMIC0.18um CMOS工艺进行设计并流片，芯片面积为0.11mm2。测试结果表明，在1.8V电源电压下，当采样率为1MS/s时，SFDR为61.8dB，有效位数为7.72位，功耗为67.5uW。针对SAR ADC，本设计的创新点如下： ①提出一种无运放电容级联式分段耦合DAC，减小了整体功耗和芯片面积。 ②提出一款带有输出失调电压自校准技术的动态锁存比较器，提高了精度，同时增加一条额外的正反馈支路，增大了速度；同时引入隔离开关，明显的减弱了踢回噪声的影响。 （2）研究并设计了一款低功耗8位R_2R DAC，分析了传统电路结构的非理想特性；采用 CMOS开关，减弱时钟馈通效应；对电阻阵列进行参数优化；采用传统的两级运算放大器构成积分器，并对其功耗、带宽和增益进行优化。基于0.18um CMOS工艺设计一款低功耗8位R-2R DAC，芯片版图面积为0.29mm2。仿真结果表明，在1.8V电源电压下，当转换率为1MHz时，该电路的摆幅为16.4mV-1.79V，DNL和INL均小于1/2LSB，反应时间为0.1us，功耗为0.561mW。 （3）内置基准源为ADC和DAC提供参考电压，其性能优劣直接影响着整体电路的性能，因此本文将基准电压源作为研究重点。提出两款超低功耗、无片上电阻、无BJT的基于亚阈值CMOS特性的基准电压源。第一款基准源具有功耗低、温漂小的特点；第二款基准源的功耗极低，电源抑制比高，并进行流片验证。针对基准电压源设计的创新点如下： ①第一款采用 Oguey电流源结构来减小静态电流，以降低功耗，并加入工作于亚阈值区的运算放大器，在保证低功耗的前提下，显著地提高电源电压抑制比；采用1.8V MOS管和3.3V MOS管阈值电压差进行温度补偿，使得输出电压具有超低温度系数。 ②第二款提出一种电流相减技术，不但可以实现电流温度补偿，还能降低功耗；同时还提出一个新型电压温度补偿方法。