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非线性是模拟电路一个重要的特性，它给信号带来失真，并和噪声一起限制了高性能模拟电路的动态范围，在诸如采样保持电路、模数转换器等电路中，线性度的好坏直接决定了它们的性能。本论文主要研究在开关电容电路尤其是采样保持电路中如何定义、分析、测量以及提高其线性。
开关及其相关的效应是电路中主要的非线性源。为了提高开关的线性，研究了电荷注入效应、与信号相关的采样点以及与信号相关的导通电阻。针对这些非线性源，介绍了底板采样、栅压提升和栅压跟随技术。为了适应不断发展的工艺，本论文继续讨论了一些适合深亚微米工艺的栅压提升电路。
为了研究保持态电路中的非线性，首先需要对运算放大器建立合理的模型来计算其动态和静态误差。本论文针对不同的运放类型建立了一阶和二阶模型，适用于大多数运放。系统研究了非线性的压摆、反馈回路中的零点导致建立减慢、以及二阶模型中的欠阻尼、过阻尼和临界阻尼情况。为了适应更为普遍的情况，我们进一步研究了右半平面零点对建立过程的影响，并对系统进行归一化处理，极大的方便了设计过程。
最后，具体设计了适用于10比特、40兆采样每秒采样频率的流水线模数转换器前端采样保持电路，并按照前面的理论分析，对其性能进行了优化，结果显示在40兆的采样频率下，得到了78.5dB的无杂散动态范围和近-70dB的总谐波失真。