去除非制冷红外焦平面探测器中用于衬底温度控制的热电制冷器(Thermo-Electric Cooler,TEC)可以有效降低功耗、减小体积及成本,是目前非制冷红外焦平面阵列探测技术的发展趋势和研究热点之一。然而去除TEC的使用,会引起焦平面阵列非均匀性难以使用传统方法进行校正的问题,因此需要进行无TEC非制冷红外焦平面阵列非均匀性校正算法及其电路实现的研究。本文系统地研究了无TEC非制冷红外焦平面阵列的片上非均匀性校正方法,以及相关读出电路的设计。从相关模型的建立到数值分析,为片上非均匀性校正提供了相关理论支持;在此基础上提出使用脉冲偏压校正的方法,构建了实现这种方法的读出电路系统,并对读出电路的各个模块进行了设计、仿真和分析。全文的主要研究内容和相关结果总结如下:1.对整个光电信号转换和传输过程进行建模和分析,得到探测元温升、电阻值变化、响应率和输出电压等相关参数的解析表达式,为非均匀性的校正提供相关理论支持。2.对TEC的工作原理进行了介绍,研究了其功耗问题,以及去除TEC后带来的非均匀性校正问题。结果显示,探测器响应特性的增益系数和偏移量会随环境温度的变化而变化,需要进行相关校正技术的研究。3.对无TEC非制冷红外焦平面阵列的片上非均匀性校正算法进行建模和数值分析。结果显示,在环境温度每改变4 K以下时进行一次校正,可将空间NETD降低到50 mK以下,使用脉冲偏压校正的方法能够很好的将响应率和输出电压校正到同一水平上。4.采用CSMC 0.5μm CMOS工艺,在Cadence下对无TEC非制冷红外焦平面阵列的读出电路进行了设计、仿真和分析。结果显示,本设计的读出电路可以完成片上非均匀性校正的功能,同时各个单元模块均达到设计指标,具有良好的稳定性和可靠性。