随着非制冷红外热成像技术的高速发展,研究高性能的智能灵巧型系统级芯片是非制冷红外探测器的主要研究方向。而研究一种集成到芯片内部的高精度模数转换器极为重要,本文设计流水线型模数转换器(Pipelined ADC)正是基于这种研究实现的。本文采用SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计了一款集成到非制冷红外读出电路芯片的Pipelined ADC,用于图像处理其采样速率为100MS/s,分辨率为14 bit,并集成到非制冷红外读出电路芯片。本文主要研究内容包括以下几部分：1.分析了国内外红外技术的发展现状及模数转换器的发展趋势,阐述本文的研究内容及意义。2.重点分析了模数转化器的工作原理,介绍了几种常见的模数转换器的结构特点,并总结描述了模数转换器关键性能指标。3.分析了14位Pipelined ADC的关键电路的设计,主要包括乘法模数转换器(MDAC)单元,高速比较器,采样开关电路,运算放大器,电压基准源和数字校准电路。4.对14位Pipelined ADC进行整体设计,采用2.5比特MDAC结构,0.5比特的冗余码来减小比较器的失调,提出一种运放共享技术,降低功耗,采用改进型数字后台校准电路,降低对放大器的性能要求和电容失配对电路的影响。5.对Pipelined ADC进行电路仿真,在100兆采样率下,DNL为±0.23LSB,1NL为-0.32LSB～0.25 LSB, SNDR为79.31dB、SFDR为90.23dB、ENOB为12.9bit。在3.3V供电情况下功耗为350mW,满足设计要求。6.分析版图设计应注意的事项,对版图进行整体设计规划,用最合理的方法降低芯片面积,提高芯片成品率,版图面积6.5mm2。