近年来,红外焦平面阵列(IRFPA)被广泛应用于军事、医疗、工业等领域,其中非制冷型IRFPA可在室温下工作,大大降低了生产成本而备受青睐。IRFPA由红外探测器和读出电路构成,SOI二极管型红外探测器利用PN结的良好温度特性,可与标准CMOS工艺兼容,实现与读出电路的集成封装,成为目前非制冷型IRFPA的重要发展方向,因此对其专用读出电路的设计是目前整个IRFPA的研究重点。本文在对SOI二极管型红外探测器结构及工作原理的详细分析后,设计了专用的前端单元电路,该电路采用Gm-C-OP积分放大器的结构,将探测器产生的微弱电压信号经跨导放大器(OTA)转化为电流信号,再经电容反馈跨阻放大器(CTIA)积分转化为电压信号输出。设计的Gm-C-OP积分放大器采用差分输入的结构,可以有效地消除环境及芯片温升对探测器输出信号的影响,大大提高了读出电路的均匀性。文中设计了三种具有高线性度的Gm-C-OP积分放大器,详细介绍了其工作原理与设计过程,采用0.35μm 5V CMOS工艺进行了版图设计与后仿真,并对流片后的芯片进行了封装与测试。测试结果表明:三种Gm-C-OP积分放大器均可实现对输入0~2mV微弱电压信号的线性响应,线性度达97%,输出范围大于2V,并可完成积分放大器的增益可调功能。但三种积分放大器均存在一定程度的输入失调电压,论文最后对其原因进行了分析,并采用斩波稳定技术设计了一种具有低失调电压的积分放大器,给出了相应的仿真结果。