本发明公开了一种对数响应超高速红外焦平面像素读出单元电路，包括运算放大器、亚阈值状态MOS管、缓冲级和存储单元阵列，运算放大器的输出端连接到亚阈值状态MOS管的栅端和缓冲级的输入，亚阈值状态MOS管的源端连接到运算放大器输入负端和探测器输入端，亚阈值状态MOS管的漏端连接到偏置电压，运算放大器输入正端连接偏置电压，缓冲级的输出端连接到存储单元阵列的输入端。运算放大器和亚阈值状态MOS管呈负反馈环路连接形式，亚阈值状态MOS管探取探测器的光电流信号，实现光电流信号到亚阈值状态MOS栅源电压的对数变换，缓冲级将对数响应电压缓冲输出，存储单元阵列将探测器信号不同时刻的信号值顺序高速进行存储，具有超高速和极宽温度范围的测量能力。