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論。
對于任一個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，表面勢力Us特別大，表面處電子的靜電勢能-qUs特別低，形成了電子的深勢阱，其深度為qUs，那些代表信息的電子電荷就存儲在這一勢阱中。還需指出的是，后面兩項在通常情況下數(shù)值很大，因此由US≈UG，也就是US和UG基本上是呈線性關系的，偏置電壓越高，勢阱越深。
MOS電容器的電荷存儲可由下式求得：QS=CiUGA 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。對于A=10μm×10μm的電容器而言，QS近似為105個電子。當光生電荷超過MOS電容的存儲量時，電荷量將從勢阱溢出，于是就出現(xiàn)常說的“過荷開花”現(xiàn)象。如圖12-5所示一個三項驅(qū)動工作的CCD中電荷轉(zhuǎn)移的過程。
假設電荷最初存儲在電極①（加有10V電壓）下面的勢阱中，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Uth，Uth稱為CCD閾值電壓，設Uth=2V，所以每個電極下面都有一定深度的勢阱。顯然，電極①下面勢阱最深，如果逐漸將電極名的電壓由2 V增加到10 V， 這時①②兩個電極下面的勢阱具有同樣的深度，且合并在一起 ，原先存儲在電極①下面的電荷，就要在兩個電極下面均勻分布，如圖12- 5d、e所示，然后，再逐漸將電極四的電壓降到2 V，使其勢阱深度降低，如圖12- 5d、e所示， 這時電荷全部轉(zhuǎn)移到電極②下面的勢阱中，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，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，加上一定時序的驅(qū)動脈沖，如圖12 - 5f所示，即可完成電荷從左向右轉(zhuǎn)移的過程，用三相時鐘 驅(qū)動的CCD稱為三相CCD。
必須強調(diào)指出，CCD電極間隙必須很小，電荷才能不受阻礙地從一個電極下轉(zhuǎn)移到相鄰電極下。這對于如圖12 - 5所示的電極結構是一個關鍵問題。如果電極間隙比較大，兩相鄰電極間的勢阱將被勢壘隔開，不能合并，電荷也不能從一個電極向另一個電極完全轉(zhuǎn)移，CCD便不能在外脈沖作用下正常工作。
以電子微信號電荷的CCD稱為N型CCD。而以空穴為信號電荷的CCD稱為P型溝道CCD，簡稱為P型CCD。由于電子的遷移率（單位場強下的運動速度）遠遠大于空穴的遷移率。因此N型CCD比P型CCD工作頻率高得多。
