采用标准CMOS工艺研制内含高速模数转换器的系统集成芯片已成为当今微电子发展中的重要研究方向; 其中研制与标准CMOS工艺兼容的高速模数转换器为研究的难点之一。本论文基于0.35μm标准CMOS工艺,设计了一款10位20MSPS的流水线型模数转换器,该研究是高性能、大动态范围CMOS图像传感器项目的一部分,满足了CMOS图像传感器对高吞吐率模数转换器的要求。论文基于对模数转换器的基本性能参数的理解,介绍并比较了常见的模数转换器结构以及优缺点,基于CMOS图像传感器对处理电路的要求,采用了数据吞吐率高的流水线模数转换器。在综合考虑面积与功耗的基础上,将结构设计为由四级分别为4位、2.5位、2.5位、2.5位的流水线级组成。论文主要工作如下: (1)分析了流水线模数转换器及其组成结构的基本原理,在对采样/保持、比较器、余差放大器电路分析的基础上,详细研究了它们的误差对流水线模数转换器性能的影响。(2)设计了一款低功耗、高精度CMOS动态比较器。该比较器是前置放大器与动态锁存器组成的开关电容电路,前置放大器完成对输入信号采样、放大,高增益提高了比较器的精度,采用正反馈结构提高了比较器的速度。(3)设计了简单、易于测试的冗余位数字误差校正算法。通过在子并行模数转换器设置冗余位,使得数字校正算法仅通过错位相加,即可校正由于比较器失调、余差放大器增益误差与非线性等带来的流水线级间串联误差。本论文设计的流水线模数转换器,采用EDA手段,系统完整地进行了模拟分析与版图设计,部分模块实际流片加以验证。研究初步达到了目的,其中比较器、数字校正等单元电路的研究成果为研究基于标准CMOS工艺的高性能流水线模数转换器提供了一定的理论基础和设计依据。