高性能CMOS线阵读出电路：集成时间延迟积分与缺陷像素剔除功能

"这篇论文详细介绍了北京大学微电子学研究所2004年设计的一款高性能CMOS线阵288×4读出集成电路，该电路采用了时间延迟积分（TDI）技术来提升信噪比，并实现了缺陷像素剔除功能，以增强阵列的可靠性。电路还具有积分时间可调、多级增益、双向TDI扫描、超采样和内置电气测试等特性，采用1.2微米双层多晶硅双层金属CMOS工艺制造，工作电压为5V，平均功耗约24mW。" 文章深入探讨了高性能线阵读出电路的关键技术。时间延迟积分（TDI）是一种提高图像传感器性能的方法，特别是在低光照条件下的应用。它通过连续积累像素在不同时间点的信号，从而将光信号的微弱变化转化为可检测的信号，显著提高了信噪比。在这款设计中，TDI功能集成在大规模混合信号电路中，使得整个系统能更有效地捕捉和处理图像数据。 同时，该电路引入了缺陷像素剔除（DED）功能，这是一种提高图像质量的策略，可以检测并忽略阵列中可能出现的故障或损坏像素，降低因坏点导致的图像失真，增强了阵列的整体稳定性与可靠性。 此外，电路的灵活性体现在积分时间可调、多级增益和双向扫描上。积分时间可调允许根据应用场景调整曝光时间，以适应不同的光线环境；多级增益则适应不同强度的信号输入，确保在整个动态范围内保持良好的线性响应；双向TDI扫描则进一步优化了数据采集效率，减少了噪声影响。 超采样是提高图像分辨率和信号质量的另一种手段，通过在采样过程中增加额外的采样点，可以减少量化误差并提高信噪比。内置电气测试功能使得在生产和使用过程中可以对电路进行快速有效的检测，确保其性能稳定。 总结来说，这款288×4 CMOS线阵读出电路设计充分展示了现代图像传感器技术的先进性，结合了多项优化图像质量和增强可靠性的关键技术。采用1.2微米的工艺制造，表明了在当时已经具备了高集成度和低功耗的设计能力，为后续的图像传感器设计提供了有价值的参考。