红外成像技术在军事、科研和民用领域有着广泛的应用。红外焦平面及其读出电路芯片是红外成像系统中非常重要的部分。红外探测器阵列将光信号转变为微弱的电信号，读出芯片将各个像素的信号进行采集与放大并逐次读出。由于数字信号抗干扰能力较强，在红外读出芯片内集成模数转换器完成信号的数字化读出相对于早期的模拟信号读出有显著的优势。　　本文针对红外焦平面读出电路及其数字化方式进行了研究，完成的主要工作包括:　　(1)研究了红外焦平面读出电路的原理及其数字化读出方式，调研了可能的数字化读出方案，对多种方案进行了分析与比较，并提出了一种基于伪差分结构的两级混合型列集成模数转换方案。　　(2)完成了低噪声模拟前端电路的设计。设计了一款阵列规模为656×516的红外焦平面阵列读出电路芯片，像素中心距为25μm。该电路已经在0.35μm CMOS工艺下完成流片和测试。测试结果表明信号可在60ns内建立，动态功耗为147mW，符合设计预期。　　(3)研究了基于伪差分结构的增量/循环混合型模数转换器，可适用于红外读出电路列通道内的集成，并完成了14位模数转换器电路设计。两级模数转换器通过对积分器与比较器的硬件共享，降低了功耗与面积消耗。该电路已经在0.35μmCMOS工艺下流片，并完成了功能与性能测试。性能测试设备采用泰瑞达公司UltraFlex1600，输入信号通过16位DAC产生。测试结果表明模数转换器单调性良好，伪差分结构很好地抑制了偶次谐波干扰，测得有效量化精度为13.43位。