紫外辐射中的某些波段具有近乎为零的“日盲”背景和均匀分布的“可见盲”散射背景,使得紫外探测技术在军用和民用领域均具有良好的发展前景。紫外探测系统一般包括紫外光学系统、紫外焦平面阵列、读出电路和后续处理电路。其中,读出电路用于处理紫外探测信号,将其积分放大,便于后续系统进一步的处理。其作为紫外探测系统非常关键的一环,它的好坏将直接影响紫外探测系统的性能。传统读出电路常采用逐行积分或顺序积分的方式来处理紫外光生电流,该电路会带来大量噪声和较差的图像质量。同时,紫外光生电流对读出电路的积分时间也有一定的限制,不同大小的光生电流对积分时间的需求不同,如何设计读出电路以同时兼容光生电流较大和较小两种情况,成为了一个重点研究方向。另外,当紫外光生电流非常微弱时,积分电路产生的漏电流,会影响积分线性度,导致输出结果的不准确。如何降低漏电流,提高线性度则是读出电路设计的一个难点。因此,本论文采用像元同时积分的方式,构成像素级的读出电路,该像素级读出电路可以消除传统读出电路带来的弊端,改善图像质量以避免扫尾等现象。而且本论文设计了两种工作模式以同时满足光生电流较大和光生电流较小的情况。一种是积分再输出模式,适用于紫外光生电流较大的情况;另一种积分同时输出模式,适用于紫外光生电流较小的情况。此外,针对于电路在处理微弱光生电流带来漏电流的问题,本论文提出了一种由CMOS差分放大器构成的改进型电容反馈跨阻放大器(CTIA)结构。同时,本论文还设计并仿真了采样电路、模拟缓冲输出级电路以及温度传感器,并且为保证读出电路正常工作,本论文设计了数字时序控制电路,主要包括单元电路正常工作所需的积分复位、采样以及行列选信号。基于SMIC的0.18μm CMOS工艺,本论文设计了一款帧频100 Hz,最大传输速率20 MHz,阵列640×512的紫外焦平面探测器像素级读出电路并对该电路进行了仿真。根据仿真结果,其中改进型CTIA结构能有效地将降低漏电流,当输入电流为300 fA时,漏电流降低为原结构的1/4,该结构将线性度提高至99.9%,且功耗仅为57.6 nW;模拟缓冲输出级电路采用单位增益放大器,其中运放的开环增益为78.39 dB,单位增益带宽为46.53 MHz,输入范围为0-2.885 V。