近年来室温化合物半导体探测器,比如碲锌镉、碘化汞探测器等,取得了很大的发展,在核素探测与识别、环境剂量监测、X/γ射线成像等领域中有着广泛的应用前景。随着探测器的电极尺寸不断减小,基于离散或商用集成电路的前端电路难以满足高密度、低功耗、低成本的读出要求,必须采用CMOS专用集成电路来实现。半导体探测器的信号通常非常微弱,需要采用电荷灵敏前置放大器读出,它的电子学噪声对信噪比的影响至关重要。与JFET、BJT相比,CMOS的1/f噪声比较高,往往决定了电荷灵敏前放的噪声下限。传统上CMOS管的1/f噪声参数被认为是仅与工艺有关的常量,但随着CMOS工艺尺寸的减小,这些参数会随着晶体管的尺寸和偏置状态变化,这使得噪声优化问题变得更加复杂。本文主要研究不同状态下CMOS管的1/f噪声参数的变化规律以及它们对电荷灵敏前放噪声的影响。CMOS管沟道中载流子与栅氧层中的陷阱相互作用,引起载流子数目和(或)迁移率涨落,产生1/f噪声。由于在不同偏置状态下栅氧层中的陷阱能级分布会发生变化,从而导致1/f噪声系数K f和指数AF发生变化。本文通过实际测量不同尺寸和偏置状态下的CMOS管沟道噪声功率谱密度,从中得到K f、AF,并拟合出它们与偏置状态的关系曲线。同时采用相同工艺设计了电荷灵敏前放,采用不同尺寸和工作状态的输入CMOS管。通过测量其噪声斜率,验证了不同状态1/f噪声参数对CSA的影响。所使用的工艺为CSMC 0.6μm。实验结果表明,1/f噪声系数Kf和指数AF的变化规律为:随沟道长度的增大而减小,从弱反型区到强反型区呈出逐渐增大并饱和的趋势。因此在CSA的噪声优化中,如果CSA的噪声以1/f噪声为主,选用较大的沟道长度并令输入管工作在弱反型区,从而可以在较低功耗下实现低噪声。