ROIC(读出电路)是光电传感器系统中重要组成部分,主要完成信号的读出、放大和数/模转换和数据处理等功能。本文设计的高增益,新原理光电传感器ROIC主要由电容反馈互阻放大器(CTIA)和相关双采样(CDS)电路单元构成,采用0.6μm CMOS工艺,测试结果显示达到预期设计要求。本论文主要由下面的几个部分组成:(1)设计ROIC的数字部分。设计了线列1×16单元ROIC和2x8和32x32单元ROIC的数字部分。根据ROIC对静电放电(ESD)保护,驱动能力等要求,设计数字输入、输出、时钟驱动、地、电源等一共七种不同PAD。进行了大阵列读出电路数字时序和功能设计。(2)测试ROIC电路。对2x8单元ROIC和CTIA、CDS、运放等关键库模块进行了数字逻辑功能测试和模拟性能测试。测试结果显示其中ROIC数字部分逻辑功能正确,ROIC模拟部分以及库单元的模拟性能参数符合设计要求。ESD保护电路有一定的抗静电能力,测试手段可行。(3)ROIC的性能分析和设计方案改进。提出了新的CDS结构,在保证功能的基础上,MOS管和电容更少,适合大阵列设计;以一个电流源为例,给出了提高电路低温性能的设计方法;设计了单元ROIC静电放电(ESD)保护电路,并提出了一种适用于更小工艺尺寸的浮栅结构ESD保护电路。