在CCD中，有效地收集和檢測(cè)電荷是一個(gè)重要問(wèn)題。CCD的重要特性之一是信號(hào)電荷在轉(zhuǎn)移過(guò)程中與時(shí)鐘脈沖沒(méi)有任何電容耦合，而在輸出端則不可避免。因此，選擇適當(dāng)?shù)妮敵鲭娐房梢员M可能地減小時(shí)鐘脈沖容性地饋人輸出電路的程度。CCD信號(hào)電荷的輸出主要有電流輸出和電壓輸出。

1)電流輸出

如圖12 - 6(a)所示，當(dāng)信號(hào)電荷在轉(zhuǎn)移脈沖的驅(qū)動(dòng)下向右轉(zhuǎn)移到末級(jí)電極(圖中φ₂電極)下的勢(shì)阱中后，φ₂電極上的電壓由高變低時(shí)，由于勢(shì)阱提高 ，信號(hào)電荷將通過(guò)輸出柵(加有恒定的電壓）下的勢(shì)阱進(jìn)入反向偏置的二極管(圖中N⁺區(qū))。由U_D、電阻 R、襯底P和N⁺區(qū)構(gòu)成的反向偏置二極管相當(dāng)于無(wú)限深的勢(shì)阱。進(jìn)入到反向偏置的二極管中的電荷，將產(chǎn)生輸出電流I_D，且I_D的大小與注入到二極管中的信號(hào)電荷量成正比，但與電阻R成反比。電阻R是制作在CCD內(nèi)的電阻，阻值是常數(shù)。所以，輸出電流I_D與注入到二極管中的電荷量成線性關(guān)系，且 Qs=I_Ddt 

由于I_D的存在，使得A點(diǎn)的電位發(fā)生變化；I_D增大，A點(diǎn)電位降低。所以可以用A點(diǎn)的電位來(lái)檢測(cè)二極管的輸出電流I_D，用隔直電容將A點(diǎn)的電位變化取出，再通過(guò)放大器輸出。

圖中的場(chǎng)效應(yīng)管T_R為復(fù)位管。它的主要作用是將一個(gè)讀出周期內(nèi)輸出二極管沒(méi)有來(lái)得及輸出的信號(hào)電荷通過(guò)復(fù)位場(chǎng)效應(yīng)輸出，因?yàn)樵趶?fù)位場(chǎng)效應(yīng)管復(fù)位柵為正脈沖時(shí)復(fù)位場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，它的動(dòng)態(tài)電阻遠(yuǎn)小于偏置電阻R，使二極管中的剩余電荷被迅速抽走，使A點(diǎn)的電位恢復(fù)到起始的高電平。

2) 電壓輸出

電壓輸出有浮置擴(kuò)散放大器(FDA)和浮置柵放大器(FGA)等方式。

浮置擴(kuò)散放大器結(jié)構(gòu)如圖12 - 6(b)所示。在與CCD同一芯片上集成了兩個(gè)MOSFET，即復(fù)位管T₁和放大管T₂。在φ₂下的勢(shì)阱未形成之前，在RG端加復(fù)位脈沖φ_R，使復(fù)位管T₁導(dǎo)通 ，把浮置擴(kuò)散區(qū)上一周期的剩余電荷通過(guò)T₂的溝道抽走。當(dāng)信號(hào)電荷到來(lái)時(shí)，復(fù)位管T₁截止，由浮置擴(kuò)散區(qū)收集的信號(hào)電荷來(lái)控制放大管T₂的柵極電位，柵極電勢(shì)為

                                    △U_out=Qs/C_FD 

式中，C_FD為浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)上的總電容。經(jīng)放大器放大Kv，后，輸出的信號(hào)為 Uo=Kv△U_out

以上兩種輸出機(jī)構(gòu)均為破壞性的一次性輸出。

圖12- 6(c)為浮置柵放大器輸出。T₂的柵極不是直接與信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)移溝道相連接，而是與溝道上面的浮置柵相連。當(dāng)信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到浮置柵下面的溝道時(shí)，在浮置柵上感應(yīng)出鏡像電荷 ，以此來(lái)控制T₂的柵極電位，達(dá)到信號(hào)檢測(cè)與放大的目的。顯然，這種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)電荷在轉(zhuǎn)移過(guò)程中進(jìn)行非破壞性檢測(cè)。