Efeito fotoelétrico

Em 1800, Alexandre Edmond Becquerel, Heinrich Hertz e outros observaram que a luz, a luz ultravioleta, especialmente, as correntes elétricas produzidas em metal e metal como materiais condutores. Em 1905, Albert Einstein publicou a teoria do efeito fotoelétrico, matematicamente ligando a energia em luz para o movimento dos elétrons em metais. No momento da invenção do CCD, os cientistas firmemente estabelecido como o efeito fotoeléctrico, um fenómeno quantificável real.

Semicondutores e IC

Os semicondutores são elementos tais como o silício e germânio. Na tabela periódica, encontram-se parcialmente entre os metais, que são bons condutores elétricos e não-metálicos, que são bons isolantes elétricos. Quando misturado com traços de impurezas, silício e germânio preferem cargas elétricas positivas ou negativas. A investigação sobre as propriedades destes materiais tem levado ao desenvolvimento do transistor em 1948. No final de 1950, mais melhoramentos no processamento do material de silício produzido nos primeiros circuitos integrados, combinando vários transistores, resistências e condensadores no mesmo chip de silício.

CCD 

Em 1970, Bell Labs pesquisadores Willard Boyle e George Smith desenvolveu o primeiro dispositivo de carga acoplada. É uma matriz de semicondutores integrados condensadores, cargas eléctricas que passam de um para o outro até que as cargas chegam ao último membro da matriz. Ali, um circuito amplificador detecta a tensão do elemento. Se o CCD tem uma tampa transparente, luz que incide sobre a superfície gera cargas elétricas efeito fotoelétrico. A quantidade de carga que é proporcional à intensidade da luz, tornando-se efectivamente uma câmara CCD. Sem uma cobertura transparente, as funções de CCD como um dispositivo de memória; cada elemento armazena um instantâneo de carga elétrica.

Câmeras

Nas décadas seguintes, invenção do CCD viu substituir os tubos de vácuo e filmes, como elementos sensíveis à luz das câmeras. Primeiras câmeras CCD dispositivos utilizados chamado tubos de vídeo para converter uma imagem em sinais eletrônicos. Como os sensores CCD são menores, mais leves, menos caro e mais eficiente em termos energéticos, em última análise substituído tubos em câmeras de vídeo. A conveniência da fotografia digital criou uma maior demanda por câmeras baseadas em CCD, quase eliminando fotografia de cinema para todos, mas aplicações especiais.