其效应是利用CCD（电荷耦合器件）的雏形是在N型或 P型硅衬底上生长一层二氧化硅薄层，再在二氧化硅层上淀积并光刻腐蚀出金属电极，这些规则排列的金属-氧化物-半导体电容器阵列和适当的输入、输出电路就构成基本的 CCD移位寄存器。
对金属栅电极施加时钟脉冲，在对应栅电极下的半导体内就形成可储存少数载流子的势阱。可用光注入或电注入的方法将信号电荷输入势阱。
然后周期性地改变时钟脉冲的相位和幅度，势阱深度则随时间相应地变化，从而使注入的信号电荷在半导体内作定向传输。CCD 输出是通过反相偏置PN结收集电荷，然后放大、复位，以离散信号输出。
通过将一定规律变化的电压加到ccd板上各电极上，电极下的电荷包就能沿半导体表面按一定向移动。通常把CCD的电极分为几组。电荷也不能从一个电极向另一个电极完全转移，CCD便不能在外部驱动脉冲作用转移电荷。每一组称为一相，并施加同样的时钟驱动脉冲叫作电荷耦合效交。
