采样保持电路（Sample and Hold Circuits,S/H）是模数转换电路（Analog to Digital Converter,ADC）、信号读出电路等模拟电路中的关键模块,其性能特性直接影响整个系统的性能特性,对高速高精度采样保持电路的研究具有重要意义。本文基于SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了一种高速高精度采样保持电路,主要工作包括以下几个方面:首先,在分析采样保持电路原理的基础上,介绍了不同结构的采样保持电路以及其性能指标。讨论采样时钟、采样开关、运算放大器等子电路的非理想效应对采样误差的影响,并作为电路设计的理论基础。其次,基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,采用V_EB线性化与分段线性补偿技术设计了一种为采样保持电路提供精确参考电压的高精度带隙基准电压源电路。仿真结果表明,在-40℃至125℃的温度范围内,带隙基准电压源获得0.47ppm/℃温度系数以及低频处约为-60dB的电源抑制。第三,结合采样保持电路对运算放大器的增益、带宽、压摆率等性能的要求,分析对比不同类型的运算放大器的性能特点,并采用增益自举（Gain Boosted）技术设计了一种适合采样保持电路的增益自举运算放大器,主要内容包括偏置电路、主运算放大器、辅助运算放大器以及共模反馈电路的设计。开展了高性能CMOS开关、栅压自举（Bootstrap）开关、两相非交叠时钟产生电路的设计,综合折衷考虑电路的功耗、采样精度、版图面积等因素,分析计算采样电容的大小。最后,基于本文所设计的子电路模块以及SMIC 0.18μm CMOS工艺,采用电容翻转型拓扑结构设计一种采样保持电路。仿真结果表明,在频率为48.4375MHz、峰-峰值为1.2V的正弦信号输入情况下,输出采样信号的无杂散动态范围约为90.16dB,信噪失真比约为76.38dB,有效位数约为12.4bit。