随着社会的发展,数字化成了社会必不可少的部分。作为连接模拟现实世界和数字世界的桥梁,模数转换器在电路研发中占据越来越重要的位置。在当前的模数转换器市场,国外大公司占有优势地位。国内对模数转换器的研究正在受到重视,但仍然处于比较低的水平。在这种背景下,本文对高精度模数转换技术进行了研究与设计,设计出来的电路适用于医学CMOS图像传感器。当前比较热门的模数转换器结构为流水线型(Pipeline)ADC,这也是本文研究的主体部分。在本文中详细讨论了ADC的主要性能参数,比较了常见的几种模数转换器结构的优缺点,从设计思想、基本原理开始,分析流水线型ADC的结构特点以及它的误差特性,并给出了设计中的参数确定等一些考虑。文中研究了单级分辨率对转换器线性度、速度及功耗的影响,确定了单级分辨率的最优值,改进了流水线系统的结构,采用32223的系统结构。由于电路低功耗的设计需涉及大量开关电容电路,论文针对所需的电路结构对相应的开关电容电路作了具体研究。在讨论比较器和运算放大器的基础上设计了包括带隙基准电路、MDAC电路、时钟电路的电路模块、数字校正电路。本设计采用了SMIC 0.18μm工艺,并在Cadence环境下对其进行了仿真,仿真结果表明,这些单元电路可以很好的满足系统的要求。