工作在“日盲”波段(240nm-285nm)的GaN基紫外探测器，因其消除了日光和其他光谱的干扰，具有量子效率高、可靠性高、误报率低等特点，在导弹预警、高压电晕监测、公安侦察、海上油监、明火探测和生化分析等方面得到了广泛的应用。读出电路是紫外焦平面(Focal Plane Array，FPA)的重要组成部分，主要功能是给探测器提供合适的偏压，将探测器产生的光电信号转换成电压信号，并进行放大和处理。因此，性能优异的读出电路是获得高质量紫外成像的保障。本文围绕GaN基紫外探测器，对焦平面读出电路进行了研究。　　 分析了源级跟随器(Source-Follower per Detector，SFD)和电容反馈跨阻放大器(Capacitive Transimpedance Amplifier, CTIA)两种读出电路中探测器偏置电压稳定性、电路的注入效率与线性度以及暗电流对积分电压的影响，探讨了相关双采样结构对噪声的抑制机理与使用条件。设计了64×1线列与320×256焦平面读出电路，详细阐述了电路的工作原理。测试结果表明，所有电路均能实现对探测器信号的读出，在64×1线列中，输出噪声平均值小于1.5mV;在320×256焦平面中，两种结构除去盲元后的噪声平均值均小于1mV。　　 采用正交试验法，分析了读出电路偏置电压对320×256焦平面各项性能的影响。结果表明，单元电路的偏压对死像元率、除去盲元后响应均匀性以及QE值的影响最大，而输出级的偏压则对噪声的影响最大。通过对中心距为30μm的320×256焦平面进行成像，发现当“过冷”像元与“过热”像元相邻时，图像容易出现“拉线”问题。分析了“拉线”产生的主要原因，并给出了改进措施。　　 采用单端输入的CTIA结构，通过控制放大器的工作状态，实现了中心距为25μm的低功耗读出电路设计。仿真结果表明，该电路在电荷增益大于1.6μV/e时，饱和电子数约为2×106e，输出电压的线性度超过99％;当焦平面阵列大小为M×N阵时，电路模拟部分的功耗可降低至原来的1/M，仅与列数N有关。　　 设计并实现了一个轨到轨的单位增益缓冲器结构，仿真结果表明，其具有很好的电平跟踪能力和线性度，输入与输出的最大电压差不超过300μV，在负载为20pF电容时，压摆率分别为115 V/μs和-37.8 V/μs，单位增益带宽高达35MHz，总谐波失真为-137.9dB。改进了读出电路数字模块的触发器结构，在芯片内部实现了延迟、分频以及移位电路，有效降低了焦平面外部输入时钟的复杂性。　　 针对紫外APD探测器与肖特基器件串联的结构，设计了一个电压方式的读出电路，像元面积为25μm×25μm，规模为64×64。仿真结果表明，该电路可以实现探测器信号的读出，线性度大于96％。