随着红外焦平面技术的日益更新,更大的阵列、更低的功耗以及更快的速度成为发展的主要方向。而实现上述焦平面技术发展要求的一个主要技术,就是实现片上集成模数转换功能。将模数转换器(ADC)集成到红外焦平面读出电路内,可以避免芯片间模拟信号的传输,可以降低噪声;同时片上集成ADC可以简化系统设计以及提高系统的传输速度。在红外焦平面读出电路中集成模数转换电路具有很强的应用背景和理论价值,是数字红外焦平面器件的一个重要发展方向。本文分析讨论了在红外焦平面读出电路上集成模数转换器(ADC)的原理以及实现方法。通过比较各种类型模数转换器的性能指标、电路结构以及实现方法和原理,选取了逐次逼近寄存器型模数转换器作为红外焦平面读出电路片上集成模数转换的结构。设计了一种12bit逐次逼近寄存器(SAR)ADC,本ADC基于30um中心距设计,适用于面阵焦平面行(列)级结构的ADC读出电路。在Cadence和Synopsys设计平台下对模拟和数字部分电路分别进行设计、仿真与版图设计。电路工艺采用GLOBALFOUNDRIES公司0.35um CMOS 3.3V工艺加工流片。芯片实际低温测试结果显示SAR ADC有效位数约为9bit,转换频率超过150K Samples/s,功耗低于300u W。根据测试结果,对电路发现的问题进行了分析,提出了解决的方案,为以后的研究工作提供了有效的参考,为发展数字化512*512焦平面读出电路提供技术基础。