构成ccd的基本单元是mos电容器。与其他电容器一样，mos电容器能够存储器电荷，如果mos电容器中的半导体是p型硅，当在金属电极上施加一个正电压ug时，p型硅中的多数载流子空穴受到排斥，半导体内的涒数流子电子被吸引到p-si界面处，从而在界面附近形成一个带负电荷的耗尽区，也称表面势阱，对带负电的电子来说，耗尽区是个势能很低的区域。

　　如果有光照射在硅片上，在光子作用下，半导体硅产生了电子-空穴对，由此产生的光电开关传感器的光生电子就被附近的势阱所吸取，势阱内所吸取的光生电子数量与入射到该势阱附近的光强成正比，存储器了电荷的势阱被称为电荷包，而同时产生的空穴被排斥出耗尽区。并且在一定的条件下，所加正电压ug越大，耗尽层就越深，si表面吸取少数载流子表面势半导体表面对于衬底的电势差也越大，这时势力阱所能容纳的少数载流子电荷的量就越大。势阱中电荷包大小主要决定于所加正电压ug大小，入射到该势阱附近的光强。后者是光强的模拟电荷，从而完成光转换成电荷的过程。