非制冷红外传感器具有广泛的应用领域，在众多材料中，SOI二极管探测器具有较好的灵敏度与一致性。本文针对这种探测器材料进行了数字化读出电路设计。其中探测器阵列的规模为160×120，像素尺寸为32μm×32μm，帧频率为100Hz。在阵列规模大、像素尺寸小的非制冷红外探测器阵列中，通过对功耗与面积的折衷考虑，系统采用了列级的读出电路架构。在系统结构上，本文分析了积分型ADC作为可扩展读出电路与一阶增量Sigma-Delta ADC作为低噪声低功耗读出电路并分别对这两种结构进行了电路设计。其中可扩展读出电路通过参考列的方法降低了列单元间的相对失调，通过差分输入的Gm-C积分器结构实现了消除背景信号的功能，通过一个列读出单元产生斜坡，可以校准输出范围。采用这种系统结构设计了8列读出单元，该设计采用0.35μm CMOS工艺，并进行了流片与测试。测试结果表示8列读出单元达到了较好的相对匹配，失调仅有3mV，但是噪声特性与线性度较差。一阶增量Sigma-DeltaADC结构作为读出电路具有很好的线性度，通过采用斩波可以抑制闪烁噪声。通过采用双线性积分器的方案降低了系统时钟频率。在电路上采用了AB类OTA，该结构的OTA输出电流不受到电压摆率的限制，从而降低了系统功耗。该系统采用了0.18μm CMOS工艺进行了设计，并进行了仿真验证。