EMCCD技術(shù)，有時也被稱作"片上增益"技術(shù)，是一種全新的微弱光信號增強(qiáng)探測技術(shù)，它與普通的科學(xué)級CCD探測器的主要區(qū)別在于其讀出(轉(zhuǎn)移)寄存器后又接續(xù)有一串"增益寄存器"，它的電極結(jié)構(gòu)不同于轉(zhuǎn)移寄存器，信號電荷在這里得到增益。

EMCCD屬于幀轉(zhuǎn)移CCD，其工作模式分為5個步驟：

①在積分周期內(nèi)，成像區(qū)將光子轉(zhuǎn)化為電荷；

②成像區(qū)電荷轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)；

③存儲區(qū)電荷轉(zhuǎn)移到讀出寄存器；

④讀出寄存器電荷轉(zhuǎn)移到倍增寄存器，并在其中使電子倍增；

⑤倍增后的電荷通過低噪聲讀出放大器轉(zhuǎn)換成電壓輸出。

以上的5個步驟中，與普通CCD不同之處在于第（4）步中，在倍增寄存器上施加了約50v的電壓，當(dāng)電子通過時會產(chǎn)生碰撞電離效應(yīng)產(chǎn)生電子-空穴對。

這樣，經(jīng)過多次累加，實(shí)現(xiàn)信號電子的倍增。EMCCD總共約有600級轉(zhuǎn)移，大增益可達(dá)1000倍甚至5000倍。