在討論電荷轉(zhuǎn)移之前，我們以MOS電容器這一基本單位為例探討由電位方程引出的一些結(jié)論。
 

  對(duì)于任一個(gè)MOS電容來說，它可以用下面的方程加以描述

  不難看出，深耗盡層狀態(tài)時(shí)，表面勢(shì)力Us特別大，表面處電子的靜電勢(shì)能-qUs特別低，形成了電子的深勢(shì)阱，其深度為qUs，那些代表信息的電子電荷就存儲(chǔ)在這一勢(shì)阱中。還需指出的是，后面兩項(xiàng)在通常情況下數(shù)值很大，因此由U_S≈U_G，也就是US和UG基本上是呈線性關(guān)系的，偏置電壓越高，勢(shì)阱越深。

  MOS電容器的電荷存儲(chǔ)可由下式求得：Q_S=C_iU_GA 式中，A為MOS電容柵電極尺寸。

  由此可見，光敏元面積越大，其光電靈敏度就越高。對(duì)于A=10μm×10μm的電容器而言，Q_S近似為10⁵個(gè)電子。當(dāng)光生電荷超過MOS電容的存儲(chǔ)量時(shí)，電荷量將從勢(shì)阱溢出，于是就出現(xiàn)常說的“過荷開花”現(xiàn)象。如圖12-5所示一個(gè)三項(xiàng)驅(qū)動(dòng)工作的CCD中電荷轉(zhuǎn)移的過程。

  假設(shè)電荷最初存儲(chǔ)在電極①（加有10V電壓）下面的勢(shì)阱中，如圖12-5a所示，加在CCD所有電極上的電壓，通常都要保持在高于某一臨界值電壓U_th，U_th稱為CCD閾值電壓，設(shè)U_th=2V，所以每個(gè)電極下面都有一定深度的勢(shì)阱。顯然，電極①下面勢(shì)阱最深，如果逐漸將電極名的電壓由2 V增加到10 V， 這時(shí)①②兩個(gè)電極下面的勢(shì)阱具有同樣的深度，且合并在一起 ，原先存儲(chǔ)在電極①下面的電荷，就要在兩個(gè)電極下面均勻分布，如圖12- 5d、e所示，然后，再逐漸將電極四的電壓降到2 V，使其勢(shì)阱深度降低，如圖12- 5d、e所示， 這時(shí)電荷全部轉(zhuǎn)移到電極②下面的勢(shì)阱中，此過程就是電荷從電極①到電極②的轉(zhuǎn)移過程。如果電極有許多個(gè)，可將其電極按照1、4、7、…2、5、8、…和3、6、9、…的順序分別連接在一起，加上一定時(shí)序的驅(qū)動(dòng)脈沖，如圖12 - 5f所示，即可完成電荷從左向右轉(zhuǎn)移的過程，用三相時(shí)鐘 驅(qū)動(dòng)的CCD稱為三相CCD。

必須強(qiáng)調(diào)指出，CCD電極間隙必須很小，電荷才能不受阻礙地從一個(gè)電極下轉(zhuǎn)移到相鄰電極下。這對(duì)于如圖12 - 5所示的電極結(jié)構(gòu)是一個(gè)關(guān)鍵問題。如果電極間隙比較大，兩相鄰電極間的勢(shì)阱將被勢(shì)壘隔開，不能合并，電荷也不能從一個(gè)電極向另一個(gè)電極完全轉(zhuǎn)移，CCD便不能在外脈沖作用下正常工作。

以電子微信號(hào)電荷的CCD稱為N型CCD。而以空穴為信號(hào)電荷的CCD稱為P型溝道CCD，簡(jiǎn)稱為P型CCD。由于電子的遷移率（單位場(chǎng)強(qiáng)下的運(yùn)動(dòng)速度）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空穴的遷移率。因此N型CCD比P型CCD工作頻率高得多。