CCD（Charge Coupled Device）全称为电荷耦合器件，是70年代发展起来的新型半导体器件。它是在MOS集成电路技术基础上发展起来的，为半导体技术应用开拓了新的领域。它具有光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定等优点，故在固体图像传感器、信息存贮和处理等方面得到了广泛的应用。CCD图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次的可视图像信息，被广泛应用于军事、天文、医疗、广播、电视、传真通信以及工业检测和自动控制系统。实验室用的数码相机、光学多道分析器等仪器，都用了CCD作图象探测元件。一个完整的CCD器件由光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。CCD工作时，在设定的积分时间内由光敏单元对光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏单元的电荷多少。取样结束后各光敏元电荷由转移栅转移到移位寄存器的相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。将输出信号接到示波器、图象显示器或其它信号存储、处理设备中，就可对信号再现或进行存储处理。由于CCD光敏元可做得很小（约10um），所以它的图象分辨率很高。CCD的基本单元是MOS电容器，这种电容器能存贮电荷。当金属极上施加正电压时，其电场能够透过SiO绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引。带正电的空穴被排斥到远离电极处，剩下的带负电的少数载流子在紧靠SiO层形成负电荷层（耗尽层）。电子一旦进入由于电场作用就不能复出，故又称为电子势阱。当器件受到光照时，光子的能量被半导体吸收，产生电子-空穴对，这时出现的电子被吸引存贮在势阱中。光越强，势阱中收集的电子越多，光弱则反之，实现了光与电的转换。