按一定的方式將一維線陣CCD的光敏單元及移位寄存器排列成二維陣列，即可以構成二維面陣CCD。由于排列方式不同，面陣CCD常有幀轉移、隔列轉移、線轉移和全幀轉移等方式。
幀轉移型面陣CCD
圖12-9所示為三相幀轉移面陣CCD結構圖。它由成像區(qū)（光敏區(qū)）、暫存區(qū)和水平讀出寄存器三部分構成。成像區(qū)由并列的若干電荷耦合溝道組成（圖中的虛線方框），各溝道之間用溝阻隔開，水平電極橫貫各溝道。假定有M個轉移溝道，每個溝道有N個成像單元，整個成像區(qū)共有M×N個單元。暫存區(qū)是結構和單元數都和成像區(qū)相同，暫存區(qū)與水平讀出寄存器均被遮蔽。
其工作過程如下：圖像經物鏡成像到光敏區(qū)，當光敏區(qū)的某一電極加有適當的偏壓時，光電荷將被收集到這些電極下方的勢阱里。這樣就將被攝的光學圖像變成了光積分電極下的電荷包圖像。
當光積分周期結束時，加到成像區(qū)和存儲區(qū)電極上的時鐘脈沖使所收集到的信號電荷迅速轉移到存儲區(qū)水平讀出寄存器中，然后依靠加在存儲區(qū)的水平讀出寄存器上的驅動脈沖驅動水平讀出寄存器經輸出通道輸出一幀信息。當第一場讀出的同時，第二場信息通過光積分又收集到勢阱中。一旦第一場信息被全部讀出，第二場信息馬上就傳送給寄存器，使之連續(xù)地讀出。
這種面陣CCD的特點是：結構簡單，光敏單元的尺寸可以很小，模傳遞函數MTF較高，但光敏面積占總面積的比例小。
