伴随着物联网概念的广泛普及，无线传感网络在工业和生活中的应用爆炸式增长，传感器作为感知世界各种信息的工具必不可少。根据特定的应用，传感器有不同的分类，相应的也可以感知不同的信息。而前端芯片作为传感器和数字世界之间的衔接，既要能够有效识别和放大处理传感器得到的信号，也要传送出数字电路能够处理的信号。如何快速、有效、准确地检测到微弱信号，以及如何对这些信号进行无失真处理并传输给后级数字处理电路，这都是重要的课题，因此对前端芯片展开研究非常有价值和意义。本课题基于安全检查中X-Ray探测器这一应用，对前端芯片的某些模块展开研究，旨在设计出能够检测nA级微弱电流信号的低噪声、低功耗和高精度的传感器模拟前端芯片。　　本文首先介绍了X-Ray探测器应用于安全检查设备这一背景，调研了微弱信号检测涉及的相关概念，引出读出电路的前端结构。传统的研究中一般会把AD、滤波器等都囊括在硕博论文中，内容庞大不够详实，对噪声也只是停留在各种噪声来源及噪声抑制策略阶段，没有详细的分析开关噪声的传递过程等。针对这一点，本论文选取了积分器和基准源部分作为本论文的内容，详细介绍了积分器的噪声产生机理，从运放、积分器架构、开关设计、基准源设计、版图等各个方面全方位地进行展开，运用相关双采样、自动归零等多种技术设计电路，力求降低整体电路的噪声，提高前端芯片的性能。　　本论文设计的X-Ray探测器前端芯片基于TSMC0.25μm CMOS模数混合信号工艺流片。包括AD转换器和数字滤波器在内，芯片整体消耗版图面积5mm*5mm。本文设计的前端芯片主要包括积分器、时序模块和基准源。其中积分器是电荷积分器，通过时序控制来实现积分器的4个阶段。仿真结果表明，时序模块功能正确，积分器能够实现基本功能，并且在诸多噪声抑制措施下低频噪声确实有很大改善。积分器的输入电流范围为10pA～70nA，积分时间范围为500μs～1s;输入为满量程的±1ppm时，积分器线性度为±0.06％;积分器的等效输入噪声为80μV/√Hz。单个积分器总功耗为1.334mW。