在數位時代來臨下「數位化」的電子產品逐漸取代了傳統的電子產品，如：
數位相機、數位電視…等，且功能更是日益強大，因此現在數位產品幾乎佔據了 大半的市場，成為科技產品中的主流，主要的原因便是因為數位訊號處理（Digital Signal Processing，DSP）的能力相當強大，不但可以處理得更快速且能夠儲存的 容量也更大。
但自然界中能夠為人類所接受的訊號卻都是類比訊號，諸如影像、聲音、溫 度、壓力...等，為了發展出人類和電子產品的溝通橋樑，且訊號都能夠以數位形式 處理保有數位電路的優點，就必須擁有類比與數位訊號的轉換介面，而類比轉數 位 與 數 位 轉 類 比 介 面 中 最 重 要 的 便 是 類 比 數 位 轉 換 器 （ Analog to Digital Converter，ADC）與數位類比轉換器（Digital to Analog Converter，DAC），其訊號 處理過程如圖 1-1 所示。相較於數位電路對雜訊及半導體製程變異敏感度較低的特 性而言，當類比電路受到雜訊干擾時則影響相當嚴重，因此設計一個高速、高解 析度且低功率消耗的資料轉換器將是類比電路設計的重要挑戰。
圖 1-1 類比/數位訊號轉換介面示意圖
每一項數位產品或技術依據應用上的不同所需要類比數位轉換器的規格也不 盡相同，像是音頻訊號的處理雖然是操作在低頻，但卻需要高解析度的類比數位 轉換器；而高速通訊傳輸介面，如：通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）、
序列 ATA 傳輸技術（Serial Advanced Technology Attachment，SATA）...等，所需要 的通常是可以操作在每秒十億次取樣（Giga Hertz，GHz）以上的超高速類比數位 轉換器。圖 1-2 顯示了近年來市場主流的各種數位產品或技術所需要類比數位轉換 器的對應規格[1]。
圖 1-2 Recent ADC Performance Needs for Important Product Classes 市面上商用規格的類比數位轉換器中最常見的架構包含有：快閃式類比數位 轉換器（Flash A/D Converter）、導管式類比數位轉換器（Pipelined A/D Converter）、
連 續 近 似 式 類 比 數 位 轉 換 器 （ Successive Approximation Register ， SAR A/D Converter）、Σ△類比數位轉換器（Sigma-Delta A/D Converter）…等，但不論哪一 種架構在操作速度和解析度上總是難以兼具，像是快閃式類比數位轉換器可以操 作在非常高速，近年來所發表的論文已達到 GHz 的速度[2,3]，但 Flash ADC 在解
析度上卻很少超過 6 位元（Bits）以上；而Σ△類比數位轉換器則是利用超取樣（Over Sampling）和雜訊移頻（Noise Shaping）的技術，所以具有高解析度的特性，可以 達到 16 bits 以上[4,5]，但因為超取樣的關係可操作的訊號頻寬通常不高，因此相 當適合音頻系統上的應用；Pipelined ADC 則恰好介於其中，具有中高速、中高解 析度的特性，一般常見的應用在 8-12 bits、10-200MHz 之間[6,7]；另一個近年來廣 為研究發展的架構則是 SAR ADC，因為其架構具有低功率消耗的特色[8,9]，在生 醫系統上的應用也相當受到矚目。圖 1-3 顯示了上述四種類比數位轉換器架構各自 不同的適用範圍，除了上述四種架構外依然還有許多不同架構的類比數位轉換 器，但同樣的依據其架構特性各自會有較適合的應用範圍，如果簡單分類的話可 以如表 1-1 所示[10]，也就是說當為了某一產品或技術的應用上需要設計一個類比 數位轉換器時，第一步選擇一個適合的架構是相當重要的考量。
圖 1-3 不同架構 ADC 的適用範圍
表 1-1 類比數位轉換器種類
Low-to-Medium Speed, High Accuracy
Medium Speed, Medium Accuracy
High Speed, Low-to-Medium
Accuracy Integrating
Oversampling
Successive approximation Algorithmic
可攜式電子產品，如：筆記型電腦、行動電話、PDA、MP3 Player ...等，在生 活中已是不可或缺的必需品，且人們對可攜式電子產品的效能要求也越來越高，
尤其功率消耗的部份成為可攜式電子產品中最重要的效能指標。
而自從 1947 年發展出第一顆電晶體後半導體時代正式來臨，促進了電子產業 快速且蓬勃的發展，人類的生活也有了重大的改變，隨後 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）製程技術的演進如圖 1-4 [11]，使單晶片下電晶體的 集積數目一直可以遵循著莫爾定律（Moore’s Law），約每 18 個月單晶片下電晶體 的集積數目就有 2 倍的成長，在 2000 年時更因為曝光顯影技術的重大突破得以進 入「奈米的時代」，隨著製程技術的進步可攜式電子產品體積變得更小、重量更輕、
效能也越高，其中直接受惠的便是數位電路的發展，不但電晶體的操作頻率 fT因 為通道長度（Gate Channel Length）的縮小而提升（式 1.1）外，隨著供應電壓的 下降功率消耗也顯著的大幅減少（式 1.2）。然而在單晶片系統的整合（System On a Chip，SOC）中卻可發現類比數位轉換器的功率消耗，相對於整個晶片而言比例卻 越來越高甚至超過 50％以上，顯然製程技術的進步對類比電路而言並沒有帶來更 好的效能尤其是在功率消耗上。