硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)作为一种新型半导体辐射探测器,具有低电容、低噪声、响应时间快、能量分辨率高等优势,被广泛应用于航空航天、高能物理实验、医疗仪器、矿物勘探等领域,具有广阔的应用前景。前端读出电子电路将硅漂移探测器输出的微弱信号放大后进行滤波整形,输出对称的高斯电压波形,前端读出电子电路的性能将直接影响整个硅漂移探测器辐射检测系统的能量分辨率,这要求其具有低噪声、高电荷-电压增益、高线性度、小面积等特点,其中噪声是整个读出电路中最关键的指标。本论文研究与设计了用于硅漂移探测器信号的前端信号低噪声读出专用集成电路,具体研究工作如下:1.针对硅漂移探测器及其微弱的输出信号,设计了两级电荷放大电路,在前级实现了32×24倍的精确电荷放大,有效的抑制了后级放大电路的噪声并实现高电荷-电压增益;设计了单端输入双端输出半边折叠式共源共栅放大器,将电荷放大电路中的积分电容与源跟随器输出端隔离,有效的减小了电荷放大电路的增益非线性。2.为了克服硅漂移探测器漏电流受温度变化以及反向偏压的波动影响,设计了基线稳定电路,以及对应的p A级电流偏置电路,保证了当探测器漏电流从10 p A～1n A范围内波动时,电路输出基线漂移小于5 m V,并且基线稳定电路不会影响基带信号。3.设计了由一阶有源RC低通滤波器以及Sallen-Key低通滤波器,将输出波形整形成对称的准高斯波形,并滤除高频噪声。根据仿真结果,整个芯片的电荷-增益电压为1.45 V/f C(1μs peaking time),最大输入电荷量为0.9 f C(20 ke V),等效噪声电荷ENC低至16 e-(10 p A SDD漏电流,0.2 p F输入电容),非线性低于0.1%。4.建立了硅漂移探测器信号读出电路噪声优化模型,得出信号读出电路噪声优化的关键点在输入寄生电容、核心运算放大器输入管、反馈MOS管、以及达峰时间的设计;设计了芯片的ESD保护电路,并提出了芯片后续的测试方案。