读出电路作为红外探测器的核心组件，其性能对红外探测器的成像质量至关重要。本文设计了一种基于TSMC0.18μm5VCMOS工艺的阵列规模384×288的氧化钒非制冷红外探测器的读出电路的信号处理电路。该部分电路包含了基准源电路、积分电路、采样/保持电路、多路选择器电路、高速输出缓冲器电路、温度传感器电路，完成各部分电路的仿真并绘制了版图。
　　基准电压源电路的电源抑制比为77dB@1KHz，其温漂系数约为9.58ppm/℃，通过调节电阻可以获得不同的基准电压，增加了适用性。设计并仿真了一种CMOS电流源电路和基于电流镜原理的电路，电路结构简单，功耗低，版图面积小，其中CMOS电流源电路在电源电压VCC在2~5V之间变化时，可以输出相对恒定的电流Iout≈9.6μA，误差约4%。基于电流镜原理的电流产生电路可以在-20℃~80℃下输出相对恒定的电流值，误差保持在3%以内。CTIA(Capacitor feedback transimpedance amplifier)型积分电路采用单级运放，大大减小了版图面积和功耗，积分电路输出在2.5~4.8V内具有良好的线性度。相关双采样(CDS)电路，采用两级运放，具有高增益，注入效率高，提高了采样的精度，高相位裕度可以保障电路工作的稳定性。积分输出值和CDS输出值误差在2mV以内，有效消除了失调电压和KTC噪声。多路选择器电路Multiplex实现了缓冲器的复用，从而减小了芯片的面积和系统整体功耗。高速输出缓冲器buffer具有很强的驱动能力，高增益、高带宽、大输入/输出摆幅、转换速度快、低功耗等特点；其增益为101.18dB，单位增益带宽为40.13MHz，相位裕度为64.16deg，固定失调电压约16mV左右，输出摆幅1~5.0V，功耗约为12mW，可以实现8MHz的数据输出。缓冲器输出由高电平5V跳变到输出电压，预充电可以提高数据传输速率。
　　由于红外辐射引起的积分电流极其微弱，读出电路位于衬底内，系统工作产生的温度使得探测像元的输出响应不一致，引入了非均匀性，需要通过温度传感器探测当前衬底温度。在-20~80℃温度变化范围内，温度传感器的探测精度约为6.28mV/℃，满足设计需求。设计并仿真了一种新型的Skimming校准电路，在逐行扫描前加载该行的非均匀校正数据，通过调节偏压VGSK、VGFID消除该非均匀性。并给出了有效像元支路电流随偏压VGFID，盲像元支路电流随偏压VGSK的仿真曲线。在0~5V内，有效像元支路电流和盲像元支路电流的可调范围在0~9μA。