高能物理的不断发展，推动了粒子物理探测技术的进步。近些年来，新型探测器如密集型半导体阵列探测器、气体电子倍增器GEM(Gas Electron Multiplier)等发展迅速，其位置分辨可以到几十微米甚至微米量级，信号率达到1MHz/s以上，对读出电子学的要求变得十分苛刻。　　 探测器单位面积内探测通道数的增加，其对应的电子学读出通道数也进一步增加，使得每个通道的信号引出变得十分困难；其次，读出电子学密度的提高，使得通道间串扰成为一个很重要的问题；再次，通道数的增加，必然会导致功耗和成本的急剧增加。传统的读出方法，已经远远不能满足新型探测器的读出需求，只有研制高密度、高性能、低功耗的专用集成电路芯片(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)，并结合先进封装技术，使探测器与读出芯片直接连接，才能解决新型密集型探测器的读出所遇到的困难。　　 北京同步辐射装置(BSRF)的升级迫切需要二维位置灵敏探测设备来提升实验性能，采用新结构和新工艺的GEM探测器，特别是像素型(Pad)GEM探测器，具有结构简单、性能优越、读出方式灵活等优良性能，在同步辐射和高能物理实验中具有良好的应用前景。针对像素型GEM探测器的读出需求，我们提出了一种新的读出方案，设计了基于电容开关阵列的读出芯片，并结合先进的系统级封装技术，实现对高密度像素型GEM探测器的读出。　　 论文首先介绍了GEM探测器及其读出方式，接着介绍了像素型GEM探测器可选的读出方案及前端读出电路结构，然后提出了基于电容开关阵列的电路结构，并对其进行分析和仿真。为了验证该方案的可行性，论文首先介绍了10通道芯片的设计和测试，初步测试结果显示，该芯片的通道积分非线性小于0.7％。　　 为了实现更大规模的像素型GEM探测器的读出，在10通道芯片的基础上，论文介绍了400通道电容开关阵列芯片GEM400的设计，并给出了详细的仿真结果。仿真结果显示，该芯片在100pF积分电容条件下，可以允许的最大输入电荷量为70pC，满足像素型GEM探测器信号的读出需要。同时，该芯片通道间具有较好的一致性，且芯片具有较好的噪声性能和较低的功耗。论文最后介绍了基于系统级封装技术，并结合GEM400芯片，实现200x200的Pad阵列读出的电子学系统结构。