目前逐次逼近模数转换器（ADC）在众多仪器中得到了广泛应用,以此实现模拟信号和数字信号之间的转换。该领域内,基于CMOS工艺开发的电路具有独特的优势,它能够有效降低功耗,同时减小芯片面积,且在保持较高性价比前提下,可以实现更高的转换效率和精度,因此在工业和医疗领域体现出广阔的应用前景。本论文工作设计了一种12 bit CMOS伪差分型SAR ADC,一个电源电压额定电压（VDD）:2.7 V至5.25 V,输入范围:0 V至5.25 V,其中内部数字电路电压为1.8V（内部DC/DC产生）,外部基准电压的输入范围为1.5 V至VDD,精度为12位,速度为1 MSPS的低功耗逐次逼近ADC。该转换器功耗较低,3 V、1 MSPS时为399μA,并具有省电模式3 V、省电模式下为564 n A（典型值）,工作温度范围:-40°C至+125°C。为完成该ADC的设计,本研究工作主要分为两个部分:1)由于多电压域的环境需求,本设计需要满足模拟输入的宽范围波动,其中功能层面要求满足最大5.25 V的电压输入。同时,因为比较器模块为满足速度精度要求需使用低压器件,因此在5.25V输入电压下,在低压MOS器件上实现采样并计算成为了设计的关键问题之一。为解决该问题,分别设计了多款ADC核。其中高4位为独立ADC,配合低八位ADC最终实现了AD功能。由于高位ADC仅为四位且精度要求仅为高位0.25 LSB,实际工作中,高位AD整体占用面积并不多,同时在高低ADC中不会存在长期功耗,因此在相对增加少量面积及功耗的前提下满足了功能要求,进而实现了性能的优化;2)本研究对低位多级结构比较器进行详细设计。比较器主要包括一级锁存器、两级前置放大器,本文针对各级放大器的功耗、增益进行详细设计,有助于降低回程噪声导致的不利影响;此外,本研究将失调校准技术应用到了比较器中,实现了转换器有效校准,达到了设计要求。此外,该论文还展开了物理版图设计的研究相关工作并结合仿真工具进行了测试分析。本次设计的ADC主要利用了TSMC 0.18μm 1.8 V/5 V CMOS工艺,芯片面积为2 mm×2 mm。后仿真结果显示,在1 MSPS采样率下,VREF为2.5 V,输入信号为10 k HZ,其SNDR为73.13 d B,即ENOB为11.8位。|DNL|小于1 LSB,|INL|小于1 LSB,功耗为1.2 m W,达到了本论文的设计目标。