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红外热成像系统在半导体技术和激光技术快速发展的带动下，迅猛发展。在军事、工业、医学和农业等领域中都起着日益重要的作用。红外焦平面阵列(InfraredFocalPlaneArray,IRFPA)技术是红外热成像技术的核心，主要包括红外探测器技术、读出电路(ReadoutIntegratedCircuit，ROIC)设计技术以及两者之间的互连技术。
运算放大器是模拟或数模混合电路中必不可少的电路模块。其主要的特点是有增益放大、虚地和阻抗转换等作用，因此，可以完成积分、缓冲等功能；再加上结构的多样化，使之成为数模混合电路中最常用的电路模块之一。
红外焦平面读出电路(IRFPAROIC)是一个典型的数模混合电路，其中大量使用了运算放大器来实现模拟信号的读出和处理。读出电路各读出级有不同的设计要求，需要设计相应结构和性能的运算放大器来实现功能，因此，运算放大器的设计研究是IRFPAROIC设计中一个非常重要的研究内容。
本论文根据读出电路中各读出级对运算放大器设计要求的不同，设计了几种运算放大器来满足相应的性能要求，主要包括：1.注入级的注入缓冲器。它要求电路对称性好、稳定且易于外部控制，结构需相对简单，功耗较小，因此选择了差分输入管作为缓冲放大。低频增益可以达到44.82dB，功耗为9.5μW。
2.列读出级的电荷放大器。它只需要驱动电容负载(5pF左右)，要求速度较快，功耗较小，因此采用了两级Miller运算放大器结构。低频增益85.3dB，建立时间在1μs以内，功耗79.3μW。
3.列读出级的累加器。它对数据进行累加，只需要驱动电容负载(5pF左右)，要求速度较快，面积和功耗较小，因此采用了两级Miller运算放大器结构。功耗为89.05μW。
4.输出级的缓冲器。它提供输出缓冲和阻抗转换，要驱动中等大小的电容(15pF)和电阻负载(100KO)，速度要求很快，面积、功耗和噪声尽可能小，因此采用了一个AB类推挽结构的输出运算放大器。低频增益74dB,建立时间在100ns以内。