红外焦平面阵列（IRFPA）作为红外成像系统的核心部件，一直是各国研究热点。传统的制冷型红外焦平面成像系统设备复杂、成本高，而非制冷红外焦平面因其具有无需制冷、成本低等特点，应用前景广泛。硅-绝缘体（SOI）二极管型非制冷红外焦平面阵列结构简单，与CMOS集成工艺兼容性好，敏感单元不依赖于材料性能，具有很高的应用与研究价值。本文针对384×288SOI二极管型非制冷红外焦平面阵列成像系统关键电路进行设计。主要开展两部分工作，一是读出电路(ROIC)模块，完成了积分单元电路、电荷放大器电路、采样保持电路和输出缓冲器的设计。文中详细地介绍了各部分电路的工作原理和设计过程，并采用0.35μm5V CMOS工艺，完成了模拟电路版图。最后提取了R+C+CC寄生参数，进行了版图后仿真，仿真结果显示读出电路能够实现对探测器微弱电压信号的读取、放大及输出。二是信号处理模块中流水线模数转换器设计，本文完成了一种12-bit20MS/s流水线模数转换器（Pipeline ADC）采样保持（S/H）电路设计，采用0.18μm CMOS工艺进行了流片，经初步测试验证，该S/H电路在3.3V电源电压，输入信号频率为5MHz，采样率为50MS/s时，能够实现12位以上有效精度。本文对SOI二极管型非制冷红外焦平面阵列成像系统关键电路进行设计，为后期红外探测器阵列成像系统的构建奠定了基础。