CCD由几个电荷耦合单元组成。
基本单元是MOS（金属氧化物半导体）电容器。
它基于P型（或N型）半导体，覆盖有厚度约120nm的SiO 2层，并且金属电极沉积在SiO 2的表面上以形成MOS电容器转移器件。
这种MOS结构称为光敏元件或像素。
向MOS阵列添加输入和输出结构构成CCD器件。
结构图如下。
CCD主要由三部分组成：信号输入，电荷转移和信号输出。
输入部分：将信号电荷引入CCD第一个传输门下的势阱，称为电荷注入。
当将根据特定规则变化并超过阈值的电压施加到CCD栅极时，在半导体的表面上形成不同深度的阱。
势阱用于存储深度与信号电压变化同步的信号电荷，使得阱中的信号电荷沿半导体表面传输，最后视频信号从输出二极管发送。
为了实现电荷的定向传输，CCD的MOS阵列被分成循环结构，其中几个相邻的MOS电荷是一个单元。
一个CCD中包含的MOS数量是CCD的像素。
光注入：用于相机。
使用光敏元件代替输入二极管。
当光照射CCD硅晶片时，在栅电极附近的半导体本体中产生电子 - 空穴对，并且大部分载流子被栅极电压放电，并且少数载流子被收集在势阱中以形成信号电荷。
与使用电流或电压作为信号的大多数其他装置不同，光敏耦合元件的特征在于电荷作为信号。
它集成了光电二极管阵列和读出移位寄存器，形成具有自扫描功能的图像传感器。
它是金属氧化物半导体（MOS）集成电路器件，其基本功能是执行光电转换电荷存储和电荷转移输出。
优点如下：1。
体积小，可靠性高，寿命长。
2.高空间分辨率，高定位和测量精度。
3.高灵敏度，大动态范围，强红外灵敏度和高信噪比。
4.高速扫描，基本不保留残留图像5.高集成度6.可用于非接触式精密尺寸测量系统。
7.没有像素灼伤，失真和电磁干扰。
8.具有数字扫描功能。
可以通过数字代码确定单元的位置以便于与计算机的接口。
具有格子像素的CCD用于数码相机，光学扫描仪和相机的光敏元件中。
它的光效高达70％（能够捕获70％的入射光），优于传统胶片的2％，因此CCD迅速获得了天文学家的大量采用。
CCD在天文学方面有着极好的应用，使固定望远镜能够用作跟踪望远镜。
该方法是使CCD上的电荷读取和移动方向与天体的方向一致，并且速度也是同步的。
CCD导星不仅可以使望远镜有效地校正跟踪误差，还可以使望远镜记录比原始视场更大的视野。
大多数CCD可以感测红外线，因此可以得到红外图像，夜视装置，零照度（或接近零照度）的照相机/照相机。
为了减少红外干扰，天文CCD经常被液氮或半导体冷却，因为室温下的物体具有红外黑体辐射效应。
CCD对红外光的灵敏度具有另一种效果。
如果配备CCD的数码相机或录像机没有红外滤镜，则可以轻松捕捉遥控器发出的红外光。
降低温度可降低电容器阵列上的暗电流，提高CCD在低照度下的灵敏度，甚至提高对紫外和可见光的灵敏度（增加信噪比）。
