半导体技术的不断进步，数模混合集成系统应用更加广泛，与此同时，衬底耦合噪声也成为了混合信号集成电路中不可忽略的问题。在模拟数字转换器(ADC)系统中，模拟模块附近有大量的数字电路，数字电路产生的噪声电流通过多种机制注入到衬底，并通过衬底传播到模拟模块，对电路性能产生影响，甚至会导致整个系统的失败。目前使用的主流仿真器均不提供完整且有效的衬底模型，因此，需要对衬底建立一个完整且有效的模型，在电路设计中对衬底噪声预先分析，以确保电路流片之后的准确性。论文详细分析了衬底噪声的注入、传播和影响机制，并针对这三个方面介绍了减小噪声的方法。针对ADC所在的轻掺杂P型衬底，在复杂度和精度之间进行折衷，建立将3D RC网格模型和宏电阻模型结合起来的一个电路级3D混合衬底噪声耦合模型，并利用TCAD软件验证其准确性。同时，还分析了来自电源线/地线上的耦合噪声，并对耦合路径建立了模型。将这些模型应用到Delta-Sigma调制器电路并进行SPECTRE仿真，仿真环境与理想情况下的调制器相同时，加入衬底噪声后的调制器的信噪比比理想情况下降低了25dB。本论文针对SMIC18工艺，对两种抑制衬底噪声的结构进行了建模和仿真。一是保护环隔离，当保护环宽度不变，保护环与模拟电路的距离为13.33um时，隔离效果最好；当保护环与模拟电路的距离固定，为20um时，保护环对噪声的隔离效果随着保护环宽度的增加而增强。将不同情况下的保护环应用到Delta-Sigma调制器的第一级开关电路中进行定性分析。将宽度为20um，距离模拟电路13.33um的保护环应用到Delta-Sigma调制器电路中，调制器信噪比没有保护环时提高了20dB；二是深N阱隔离，分析了深N阱制作在衬底的不同位置时对衬底噪声的隔离效果。同样把每种情况应用到第一级开关电容积分器中进行定性分析。将深N阱制作在Delta-Sigma调制器第一级开关电容积分器所在衬底中，调制器的信噪比比没有深N阱结构时提高了9.3dB。