目前,市面上存在的紫外探测器普遍具有响应度低、紫外选择性差、量子效率低、噪声大、微弱光信号探测能力差等缺点,基于实验室已有的硅基探测器基础,结合CMOS工艺特点,以半导体器件物理为理论基础,研究紫外探测器的相关原理,旨在提高紫外探测器的弱光响应灵敏度,增强紫外探测器的选择性,并降低其噪声;同时,揭示系统集成紫外探测器的可能性,为单芯片集成紫外探测系统提供新思路。通过学习典型多阳极紫外光电二极管理论知识与分析其模拟数据,对紫外探测器做了相应的优化与改进,最终得到了一种可用于单芯片集成的紫外-红外互补型结构紫外探测器,实现了高响应度、高选择性及低噪声的光电探测。新型紫外-红外互补型结构紫外探测器在传统紫外探测器的结构基础上,增加了一个红外探测器用以实现电流补偿。在红外波段照射范围,紫外探测器比红外探测器的响应要小很多,欲使探测器实现探测功能,必须使得紫外探测器对红外光和可见光信息的响应与红外探测器在此波段的响应相同。本文通过调节两个探测器的面积比例,使AUV/AIR=15来实现这一要求。通过Silvaco软件对设计的探测器进行了TCAD仿真验证,结果表明新型探测器具有低暗电流、高紫外响应速度以及高紫外选择性。本文进一步研究了针对所设计新型紫外探测器的CMOS读出电路技术,并设计了一款与探测器相匹配的低功耗读出电路结构。该读出电路采用折叠式共源共栅结构运算放大器,详细介绍了读出电路各参数指标的计算过程,并对输入失调电压、共模抑制比、电源抑制比、转换速率和不同情况下的噪声特性、输出特性进行了仿真验证,结果表明该电路具有高精度、低噪声等优良性能。本文采用标准0.5μm CMOS工艺对新型紫外探测器及其读出电路进行了版图设计并流片,实现了器件与电路的单芯片集成,最后完成该探测系统的测试工作。