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红外成像技术是利用任何绝对零度以上的物体都发射红外线这一特性，将不可见的红外辐射转换成可见图像的技术，在军事领域有着重要用途。然而由于红外探测器产生的电信号十分微弱，如果噪声过大，原本微弱的电信号可能被噪声所覆盖，从而掩盖了探测到的有效信号，严重影响了红外焦平面阵列的工作性能。因此，减小或削弱噪声以提高信噪比已成为红外成像技术中的一个关键技术。而读出电路作为红外焦平面阵列的重要组成部分，它的噪声对成像质量有着至关重要的影响，因此找出读出电路的主要噪声来源，并研究如何抑制和减小噪声对提高红外成像系统的性能有着重要的意义，也是读出电路进一步发展的方向。
本论文首先对噪声进行了理论研究，总结了噪声的统计特性和表征方法。接着，针对直接注入(DI，Direct Injection)型红外焦平面读出电路，按照电路工作的时序，对电路中的工作单元进行了噪声分析和计算，并通过HSPICE的噪声仿真得到验证。结果表明积分单元是主要的噪声来源，进而设计了两种带有相关双采样(CDS，Correlated Double Sample)噪声抑制结构的积分单元电路，并对其进行了分析和噪声仿真。分析结果表明，这两种带有CDS结构的单元电路对噪声具有改善作用。
通过HSPICE仿真，得到原DI积分单元电路结构的输出总噪声约为350μV，而两种带有CDS结构的积分单元电路的噪声分别为315μV和150μV。芯片采用0.5μm、P衬底、N阱、双层多晶、三层金属的CMOS工艺制造，通过流水测试，两种CDS单元电路对噪声具有抑制作用。