针对EMVA 1288标准测试辐照后互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的重要性能参数(光子转移曲线和转换增益)适用范围受限的问题,提出了针对辐照后CMOS图像传感器光子转移曲线和转换增益的改进的测试方法。该方法通过调整测试条件,限制辐照后CMOS图像传感器的暗电流和暗电流非均匀性噪声,求解出辐照后正确的器件性能参数,从而直观地得知辐照所引起的器件性能变化。利用该方法进行了实验测试,结果显示:辐照导致转换增益比辐照前退化了7.82%。依据此结果分析了辐照导致光子转移曲线和转换增益退化的机理,认为转换增益的退化是由于质子辐射引起的电离效应和位移效应导致暗电流、暗电流非均匀性增大所致。本文为掌握CMOS图像传感器的空间辐射效应提供了理论基础。