工艺的不断演进使得单晶片上的集成度越来越高。由于MOS晶体管的尺寸减小和随之带来的电源电压的降低，数字电路的面积和功耗都能有效地减小。短沟道的MOS晶体管虽然拥有更快的速度，但是带来了本征增益的降低，模拟电路在纳米级工艺下的设计显得更加困难。由于逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）一般不需要线性增益模块，使得SARADC结构比较适应现代工艺的演进路线。目前，除了传统的中高精度、低速的单一应用，一些高速、高精度和超低功耗的SARADC设计在近些年不断地涌现。在一些诸如无线传感器、生物医学和远程数据采集等超低功耗的应用中，SARADC由于能够较好地适应电源电压降低和晶体管尺寸缩小等优点而获得较为广泛的使用。本文主要研究无线传感器和生物医学等超低功耗的应用中，特别是能够量化不同的动态范围和不同的带宽的输入信号的SARADC。电路若工作在低速时钟下，晶体管的静态泄露电流会变得较为显著，在低电压和先进工艺下，此问题更加严重。针对以上应用需求和已知的一些电路设计难点，本文设计并实现了一种工作在0.5V电源电压下，精度可调（10位/8位/6位），采样率可达100KS/s的超低功耗SARADC。通过建立较精确的行为级模型研究了一种采用新型开关控制方法和使用分段式DAC的SAR ADC结构特点，并详细分析了诸如寄生电容、电容失配等非理想因素对SAR ADC整体性能的影响。最后通过对本次设计的芯片进行测试，验证了本设计的有效性。测试结果显示本设计的超低电压超低功耗的SARADC的品质因子最低可达89.4fJ/conversion-step，表明本设计具有一定的先进性。