作为Ⅱ-Ⅵ化合物半导体材料的典型代表,CdZnTe晶体由于其高电阻率、高原子序数以及室温下优异的能量分辨率性能,在核辐射能谱检测和成像探测领域引起了国内外研究机构广泛的关注,被广泛应用于核物理诊断、核医学成像、天体物理等相关研究领域。首先,本文分析并总结了目前国内外CdZnTe探测器的研究现状,并对CdZnTe像素阵列探测器的工作原理和探测系统进行了简单的介绍,引出了探测器信号读出电子学系统,确定了本文的主要研究工作。其次,对探测系统前端电子学电路的信号特点展开研究。由于探测器输出瞬时微弱脉冲电信号,时间极短,因此本文对前置放大器的基本原理进行了介绍。结合实际CdZnTe探测器输出信号的特点,设计并制备了适用于面元像素CdZnTe探测器的电荷灵敏前置放大电路,该放大器对于传统电荷灵敏前置放大器灵敏度更高,同时在不改变反馈电阻和反馈电容的情况下可以改变输出信号的衰减时间常数。通过搭建实验平台,分析得出所设计的电荷灵敏前置放大器输出信号上升时间约为10ns,下降时间约为150μs。通过与A250和142A两款电荷灵敏前置放大器对比分析得出,本文所设计的电荷灵敏前置放大器有一定的应用前景。然后,根据前置放大器输出信号特点,提出了整形放大电路,对信号进行线性放大和整形。对滤波整形放大电路原理充分了解的基础上,本文采用了高宽带高速运算放大器LMH6628,采用zero-pole电路、直流偏置校正电路和2级Sallen-Key有源滤波器和驱动电路完成了对滤波整形放大电路的设计。最后,基于仿核精密脉冲源,搭建实验平台完成了电荷灵敏前置放大器和两级准高斯滤波整形放大电路实验验证工作。设计并制备的电路的输出脉冲波形与仿真结果一致,满足了高分辨率能谱测量系统的要求。最后通过Cs¹³⁷放射源照射CdZnTe晶体,测试了CdZnTe探测器的能量分辨率及峰值效率,各像素能量分辨率主要分布在6.25%⁷.5%,探测器系统中所有像素的峰值效率主要分布在65%⁷2.5%之间,且主要集中在67.5%左右。