单光子雪崩光电二极管(Single Photo Avalanche Diode, SPAD)探测器的快速传感和淬灭是实现单光子探测的关键前提条件。随着SPAD研究的不断发展,器件阵列规模不断扩大,使得与之匹配的淬灭电路设计难度加大。而淬灭电路性能的优劣直接影响着探测系统的整体性能。本文针对应用于大规模阵列SPAD探测器的淬灭电路进行了深入地研究。本文在面积和功耗严格约束的条件下,提出了两种应用于大规模阵列SPAD的淬灭电路设计：电阻感应淬灭电路和电容感应淬灭电路。两种电路采用相同的结构框架,结合主动、门控两种淬灭方式,通过电阻或电容感应雪崩电流。电阻感应淬灭电路采用基于失调控制的差分放大低阈值检测电路,打破传统设计中淬灭电路的检测阈值必须大于MOS管开启电压的约束,实现对雪崩电流的快速检测。电容感应淬灭电路采用SPAD寄生电容感应雪崩电流,极大程度地缩减了版图面积；同时采用反相器作为检测电路,加快了淬灭过程,降低了系统功耗。两种淬灭电路都采用TSMC 0.35μm CMOS工艺完成仿真设计和流片验证。两者后仿真结果均满足设计指标要求,可以检测低至200μA的雪崩电流,在2ns内实现复位,并在5ns内输出单光子响应脉冲供后级读出电路处理。该结果表明,与国内外现有研究成果相比,本文设计的淬灭电路在复位和淬灭时间方面具有一定的优势。两种电路分别通过8×8和64×64阵列规模的读出电路系统进行流片验证。芯片测试结果表明,两种淬灭电路都可以实现感应并淬灭雪崩电流等功能。但是由于大阵列系统版图寄生效应等的影响,测试结果与仿真结果存在一定的差距,论文对此给出了详细的分析和改进方法。