模数转换器(ADC)是无线通信系统中的最重要信号处理部件之一，对无线通信的信号传输质量和带宽具有决定性的影响。随着第四代移动通信技术的普及，通信系统对模数转换器的精度和速度性能提出了更高的要求。而流水线(Pipelined)模数转换器在能够实现高速和高精度性能的同时达到较低功耗，是适应新一代通信系统的较好选择。增益数模单元(MDAC)是流水线模数转换器的关键电路模块，其精度和速度指标制约整个模数转换器的系统性能。论文对流水线模数转换器的MDAC电路进行了系统分析和设计，基于SMIC0.18μm3.3V CMOS工艺设计实现了应用于16位100MHz流水线A/D转换器的第一级4位高精度MDAC电路。论文首先根据MDAC电路逐级递减技术的分析和实际设计考虑来选取流水线模数转换器中MDAC电路的系统结构。接着,论文采用一种能够容忍比较器失调电压的冗余位校正算法结构，设计出一种有效位数为4的双量化范围流水线结构的MDAC电路，提高了MDAC电路的线性度指标。为了抑制MDAC电路的非理想效应，重点设计了MDAC电路的运算放大器和栅压自举开关两个电路模块。论文提出一种逐级仿真方法，并对所设计的第一级MDAC电路进行仿真验证，当采样频率为100MHz，输入信号为9.9731MHz时，MDAC电路的SNR为82.45dB，SFDR为104.22dB，有效精度约为13.39位。所设计的第一级MDAC版图有效面积约为580μm×765μm。