红外焦平面阵列在军用和民用领域都有着广泛的应用，市场前景可观。读出电路作为其关键部件，设计的好坏直接影响到整个红外成像系统的性能。目前的读出电路数字部分功能单一，像素单元阵列规模小，读出速率低，电路功耗比较大。因此，研究大阵列多功能读出电路对于推动红外焦平面阵列的发展具有重要意义。　　 论文首先介绍了读出电路的基本结构及其工作原理，根据读出电路的性能要求确定了其中数字电路的设计指标。在此基础上通过模块化设计方法完成了各个功能模块的系统划分，对每个模块的结构给出了实现方法。之后，基于CSMC DPTM0.5μm工艺，使用Cadence工具完成了各个数字电路模块的逻辑设计和仿真验证，实现了设计指标中的数字部分功能，包括动态开窗、读出方向可选、多路输出、多种积分方式等。通过降低有效开关频率和减小电路中的寄生电容降低了电路的功耗，仿真结果表明，采用上述方法可以使电路功耗下降45％以上，实现了数字电路的低功耗设计。论文使用版图设计工具Virtuoso完成芯片数字部分电路的版图设计。最后，在阵列大小为320×256的读出电路上应用本文提出的模块化设计方法进行流片验证，测试结果表明，ROIC数字电路逻辑功能正确，读出速率和数字部分功耗符合设计要求。　　 论文所设计的数字模块适用于阵列规模在640×512以下的读出电路，具有丰富的数字部分功能，大大扩展了读出电路的应用范围；论文完成的读出电路中数字电路的模块化设计方案可以应用于各种类型的读出电路，可移植性强；论文通过从电路级到版图级的优化设计，使读出电路实现了在低功耗下全窗口读出帧频100Hz以上的读出速率。