Şarjlı bir birleşik cihaz (CCD), elektriksel olarak şarj edilmiş analog sinyallerin bir dizi halinde oluşturulan farklı kapasitörler vasıtasıyla taşınmasına izin verir. Bu cihaz, yüksek ve düşük durumlar arasında salınan bir saat sinyali tarafından kontrol edilir. Sistemin tamamı girişleri ve çıkışları seri olarak birbirine bağlanmış, yüklü bir birleştirilmiş cihazın analog sinyalleri geciktirmenin bir yolu olarak kullanılmasına izin veren bir kaydırma yazmacı olarak görev yapar. Bu cihazların en yaygın kullanımı, paralel analog sinyallere bağlı fotoelektrik ışık sensörleri içindir. Bu teknoloji dijital kameraların, video kayıt cihazlarının ve görüntülü telefonların nasıl çalıştığının temelini oluşturur.
1961'de, California, Pasadena'daki Jet Propulsion Laboratory'den bir araştırmacı olan Eugene F. Lally, Gezegenlerarası Seyahat için Mozaik Rehberliği adlı bir makale yazdı. Fotoğraf oluşturmak için dijital işlemeyi gerçekleştiren bir dizi optik detektör kullanma fikrini araştırdı. 1969'da New Jersey'deki Murray Hill'deki AT&T Bell Laboratuarlarında çalışan bilim adamları Willard Boyle ve George E. Smith, bellek teknolojisi olarak kullanılmak üzere şarjlı bir birleşik cihaz geliştirdi. Bu teknolojiyi kullanarak, diğer şirketler kısa sürede fotoelektrik etkiyi yakalamak ve elektronik görüntüler elde etmek için yollar geliştirdiler.
Şarjlı bir birleştirilmiş cihazın görüntü yakalamada çalışmasının bir yolu, mercekten yansıtılan bir görüntüyü fotoaktif kapasitör dizisine odaklamaktır. Bu, her kapasitörde görüntünün ışık yoğunluğuyla orantılı bir elektrik yükü biriktirmesine neden olur. Bu, bir yük yükselticisine aktarılan ve ardından onu gerilime kapatan iki boyutlu bir görüntü yakalar. Bu görüntü daha sonra dijital olarak bir bellek modülünde saklanır ve daha sonra erişilebilir.
Temel şarjlı bağlı bir cihaz parlaklığı yakalamakta etkilidir, ancak renk oluşturmada zorluk çeker. Bu sorunu çözmek için, modern dijital kameralar CCD üzerinde Bayer maskesi denilen bir cihaz kullanıyor. Dört pikseli bloklara bağlar ve farklı parlaklık seviyelerini farklı renkler olarak filtreler. Bu pikseller renkli, biri kırmızı, biri mavi ve iki yeşil, çünkü insan gözü yeşili diğer renklerden daha kolay tanıyabiliyor.
21. yüzyılın başlarında geliştirilen bir başka teknoloji, farklı açıklık boyutlarında parlaklık rengini daha fazla kullanabilen yüksek çözünürlüklü şarjlı birleştirilmiş cips içerir. Bunu, her rengi doğal bileşenlerine bölen dikroik prizma adı verilen bir cihaz kullanarak gerçekleştirir. Dikroik prizmalar bazı dijital kameralarda ve video kameralarda kullanılmıştır.
