随着人类对物质探索的不断深入，高能物理和粒子物理对探测器的性能要求越来越高。半导体像素探测器以其良好的能量分辨率、位置分辨、噪声水平、高计数率的工作能力以及较低的物质量，广泛用于世界上各大高能物理实验中项点探测器。在医学、天文观测等领域，半导体像素探测器也有广泛的应用前景。在国内高能物理领域，半导体像素探测器的大规模应用还是空白，为满足今后国内高能物理实验的需要，为中国在国际高能物理领域继续保有一席之地，开展半导体像素探测器读出芯片的研究可谓大势所趋。　　本课题的目标是研究像素读出芯片设计中的各项关键技术，在此基础上完成具有自主知识产权的像素探测器专用集成电路设计，完成像素探测器读出芯片的全面测试，从而掌握像素读出芯片设计方法和关键技术，为半导体像素探测器的大规模应用打下基础。　　本论文的研究内容是混合型硅像素探测器读出芯片的设计，其核心内容是读出芯片的像素单元电路的设计及读出结构的研究。从半导体探测器的工作原理出发，对硅像素探测器的研制工艺及结构特点进行了综述，然后对集成电路封装技术及硅像素探测器特有的封装工艺——倒装焊技术进行了详细的介绍，最后结合硅像素探测器及其封装技术的特点，对硅像素读出ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的面积、功耗、整体结构和数据读出方式的设计以及芯片测试的方法的要求进行了分析。结合硅像素探测器读出芯片的特点，对核电子学中时间及电荷测量的方法进行分析和比较，在此基础上，提出了满足各项要求的读出ASIC设计方案。　　本文中混合型硅像素探测器读出芯片的设计分成了两步完成，首先设计了一颗单通道的像素单元芯片，对芯片的各个模块进行了详细的原理分析、性能比较、电路设计，给出仿真的结果并介绍了芯片版图的实现，随后对单颗像素芯片进行了测试，单像素芯片的测试结果与仿真结果基本一致，功能正常符合设计预期。在第一步设计的基础上，设计了一颗拥有30行×10列共计300个像素单元的像素阵列芯片，论文对芯片的整体结构、外围电路以及数据读出方式进行了详细介绍。经过对第一版像素阵列芯片测试，发现了时钟驱动电路设计中存在的问题，对问题出现的原因进行了分析，并针对第一版芯片设计中出现的问题，提出了时钟分配的改进方案，并对改版后的芯片进行了仿真，在增加了时钟树电路和相应的缓冲驱动电路后，能够解决第一版芯片的时钟信号驱动能力不足的问题，并将在以后对第二版芯片进行流片，通过测试进行进一步的验证。