模数转换器（ADC）是连接自然界模拟信号和数字信号的桥梁。大量生物医疗系统、环境监测、移动设备、可穿戴设备等无线传感器网络应用场合需要中等分辨率、较低采样率、低电压低功耗的ADC,逐次逼近型（SAR）ADC因其自身的独特优势成为最优选择。本文旨在设计一款适用于各种无线传感器网络应用的10bit低电压低功耗SAR ADC。论文综述了低电压低功耗SAR ADC的国内外研究现状,总结了主要的设计技术,在此基础上进行了系统级、晶体管级以及版图级的设计。提出了一种基于“联合-分裂”的低功耗电容数模转换器（DAC）开关算法,在高两位数字码产生的过程中避免了电容从参考电压源吸取能量,显著降低了电容DAC开关能耗,同时利用“联合-分裂”操作和最后一步切换的浮置操作,使得开关算法只需要两个参考电平,此外对称的切换操作使得DAC上极板共模电压基本保持不变;设计了相应的电容DAC和数字控制逻辑电路。分析了级联输入比较器中仍存在的功耗浪费问题,在此基础上对电路进行了改进,加入预放大级控制电路,在比较结果产生后立即将预放大级尾电流管关断,避免了预放大级不必要的充电操作,在保证噪声性能的同时降低了比较器的功耗。另外设计了带有减小电荷泄漏模块的栅压自举采样保持电路,保证了ADC的采样和转换精度。本文基于TSMC 40nm 1.1V标准CMOS工艺,设计了电路与版图,版图面积约为0.0177mm~2,并在0.6V的低电源电压、200k S/s的采样率下进行了后仿真验证。输入为近奈奎斯特频率正弦信号时,其信噪失真比（SNDR）为59.07d B,有效位数（ENOB）为9.52bit,无杂散动态范围（SFDR）为74.67d Bc,功耗为404.67n W,品质因数（FoMw）仅为2.76f J/conv-step,满足了设计目标要求。