当前芯片领域中,数字信号处理系统(DSP)已经基本替代了模拟信号处理系统而受到广泛的应用。作为连接模拟世界与数字信号处理系统的桥梁,模数转换器(ADC)的性能要求也越来越高。当前的模数转换器所采用的结构主要有快闪型(Flash)、流水线型(Pipeline)、过采样型(Over-sampling)以及逐次逼近型(SAR)等等。其中逐次逼近型模数转换器因为其结构简单、成本低、功耗小、中到高等精度以及与当今CMOS工艺兼容性好等优点而广受学术界和工艺界的喜爱。随着对逐次逼近型模数转换器的深入研究,有越来越多的结构出现,不同结构因其性能上不同的优点而被应用在不同的场合。本文首先对不同结构的模数转换器进行了分析,比较各种结构的优缺点,然后对逐次逼近型模数转换器的各个模块进行研究,从数模转换器模块的结构改进上详细介绍了当前各种不同结构的逐次逼近型模数转换器,并对其参数性能进行了定量的分析与对比。本文的预期目标是寻找一种可能达到转换速度40Ms/s,分辨率12bit,功耗低于2mW的逐次逼近型模数转换器结构。在上述分析的基础上改善并确定了采用的数模转换器模块的电容阵列结构,而后又分析其异步时序控制电路的实现,并定量分析和确定了比较器结构的选择。通过以上工作,在理论上寻找到了一种更可实现的方案。