红外成像系统有着广泛的应用。焦平面读出电路是红外成像系统的重要组成部分。它将探测器的微弱模拟小信号进行放大、信号处理和并—串转换读出，并且负责为探测器提供良好的偏置。用CMOS工艺代替读出电路中常用的CCD工艺，可以降低成本，提高集成度，实现数模混合，加入更多的功能，具备友好用户界面，但电路设计难度加大，并需要找到适合CMOS的电路形式。 在本论文工作中，主要研究基于CMOS工艺设计扫描型焦平面读出电路。完成的工作包括(1)提出了四种新的单元结构和一种用于焦平面读出电路的测试模型。(2)设计实现了三种扫描型CMOS焦平面读出电路验证上述结构。(3)对电路完成了测试，结果良好。 创新点包括(1)提出了一种像素输入级电路：带校正的缓冲直接注入结构。该结构在已有的缓冲直接注入输入级基础上增加校正过程，减小了同一芯片内不同探测器的偏置电压变化，有效消除了因探测器偏置电压引起的固定模式噪声。这种结构只增加了一个电容和三个开关，很小的电容就可以达到良好的效果，继承了原有结构优点，且校正过程不占用额外的时间。 (2)提出一种基于CMOS工艺，实现时间延迟积分功能的电路，并完成了设计。它实现了CCD中同样的像素累加和微扫描功能，提高了输出信噪比和扫描的空间分辨率。还进一步实现了CCD不能完成的缺陷像素剔除、自动增益调整、双向功能和测试模式，提高了可靠性、扫描效率，增强了功能。整个电路充分利用了CMOS电路的特点进行设计。详细的测试结果表明电路所有功能正常。 (3)提出并实现一种相关双采样电路。与几种常用结构相比，消除了寄生电容影响，两次采样使用同一电容避免了匹配误差，合理时序安排保证了积分读出并行。测试结果表明功能与设计预期相符。 (4)提出并实现一种新的低功耗结构：多流水线列读出级。该结构通过对原电荷读出电路体系结构和时序的调整，减小了列读出级运算放大器的数目，从而降低功耗，同时避免了功耗的波动。测试结果表明，功耗可以降低为原来的23％。 (5)通过研究读出电路的测试方法，提出了一种CMOS焦平面读出电路的通用测试模型，并且据此设计测试方法，完成了电路测试。该模型利用读出电路数模混合的特点，将电路通过若干节点分级，测量从不同内部节点到输出的关系，从而间接得到内部特性。由于始终在输出端测量，避免了测试设备引入的负载效应。