随着光电探测器件及相关技术的不断发展,人们对信号探测灵敏度的要求逐渐提高。基于雪崩光电二极管(AvalanchePhoto Diode,APD)探测器的激光测距成像系统具有感应灵敏度高、检测快速、系统集成度高、使用便捷等特点,已广泛应用于国防军事、天文探测等领域中。接口电路作为APD探测器与读出电路(Readout Integrated Circuit,ROIC)的桥梁,实现对APD电流信号的检测功能,完成光子飞行时间的检测,接口电路的动态响应速度对APD探测有直接影响。本文针对国产InGaAsAPD在两种工作模式下的不同特性,分别设计与之对应的高性能电流检测电路,实现对弱光感应电流信号的检测并输出数字逻辑信号,兼顾功耗低和面积紧凑等要求。盖革模式(高增益)可直接产生自持续数百微安级电流信号,采用电容充电将感应的电流信号转变成电压信号。通过比较器完成状态检测,产生脉冲信号输出。针对阵列应用中因APD反偏击穿电压离散偏差引起的雪崩电流不均匀的问题,在相关时序控制下,采用APD IN点阳极电位精细调节获得各像素相同的APD反偏过驱动电压,最终实现阵列APD感应灵敏度一致的均匀检测。针对线性模式(低增益)APD感应的微安级电流信号,采用RGC跨阻放大器进行前置放大,将感应电流放大至接近盖革模式APD的水平,以弥补线性APD增益的不足。基于GSMC 0.18μm CMOS工艺,本文完成了 1 ×4 APD阵列盖革模式电流检测电路的设计和流片验证,前后仿真结果均能满足设计指标要求。测试结果表明,1×4 APD阵列盖革模式电流检测电路具有复位、反偏电压调节、检测和淬灭的功能。APD反偏电压的调节范围为0～1.2V,调节的步长为80mV,其调节偏差控制在I0mV以内。整体性能基本达到设计指标要求。由于芯片自身的寄生效应以及测试中引入的不理想因素,导致芯片测试结果与仿真结果存在一定差距,通过对相关测试结果的详细分析,对后续设计方案和策略改进提出了参考建议。