Почти одновременно с изобретением ПЗС-матрицы в 1969 году сотрудниками компании Bell Telephone Laboratories из Нью-Джерси, инженеры голландской компании Philips также предложили свое решение прибора, осуществляющего преобразование изображения в видеосигнал.

Прибор получил название матрицы типа «пожарная цепочка» (Bucket Brigade Device, BBD) и по сути своей являлся массивом МОП-транзисторов и конденсаторов. В качестве серьёзной альтернативы ПЗС-матрицам этот прибор никогда не фигурировал, однако принцип «пожарной цепочки» оказался весьма эффективным средством передачи зарядов по цепи последовательно включённых МОП-конденсаторов. 

Расположив фотодетекторы в линейном порядке и собрав вместе несколько полных строк, инженерам удалось создать двухмерную матрицу из одиночных элементов. На каждый из элементов (детекторов) попадает своя доля света, сфокусированного объективом купольные камеры с ИК; световые волны наводят в каждом из элементов электрический заряд, интенсивность которого пропорциональна попадающему на пиксел количеству света. Каждая строка пикселов соответствует горизонтальной линии на видеоизображении.

В процессе так называемого считывания зарядов происходит коллективное перемещение накопленного каждым из пикселов зарядовых пакетов к накопителю данных; при этом используются генерируемые внешним источником импульсы синхронизации либо тактовые импульсы. Информация с ПЗС-матрицы считывается порциями, основываясь на командах внешнего тактового генератора. Сигналы генератора — горизонтальные и вертикальные — определяют порядок считывания строк таким образом, чтобы интеграция данных по каждому кадру происходила в соответствии с требованиями стандарта TSC (30 раз в секунду). Кроме этого, на ПЗС-матрицы подаются и другие тактовые импульсы, а также напряжения смещения, варьирующиеся в зависимости от технологии изготовления конкретных моделей матриц; обслуживающая матрицу электроника (обвязка) может быть реализована на нескольких микросхемах — до пяти или более.  

ПЗС-матрицы потребляют сравнительно мало электроэнергии и работают при невысоких напряжениях. Их неспособен повредить факт попадания в кадр ярких источников света, однако избыточная яркость приводит к потере цветовой насыщенности и размыванию контуров. Чтобы предохранить матрицы от оптической перегрузки, принимается ряд конструктивных мер защиты; в число таких мер входит электронный затвор, позволяющий устанавливать время экспозиции. Типичные технические характеристики 1/3-дюймовой ПЗС-матрицы сегодня таковы:

• - пиксельное разрешение 771x492 (горизонталь х вертикаль) для монохромных моделей и 768x494, для цветных; 
• - горизонтальное разрешение 570 TBJ (монохром) и 480 ТВЛ (цвет);
• - минимальная освещённость 0,05 люкс (для объектива f/1,2 и монохромной камеры и 0,5 люкс (f71,0, цвет);
• - динамический диапазон 100:1 без применения электронного затвора, 3000:1 с применением затвора (время экспозиции 1/16-1/10000 с). Матрицы ПЗС производятся в форматах 1/4, 1/3 и 1/2 дюйма; в некоторых видеокамерах специального назначения используются форматы 1/5, 1/6 и 2/3 дюйма.

Пикселы-фотодетекторы сгруппированы в столбцы, между которыми находятся соответствущие столбцы вертикального сдвигового регистра, связанные с горинтальным сдвиговым регистром. Зарядовые пакеты пикселов каждого столбца одновременно смекаются в вертикальные сдвиговые регистры, а потом из них построчно сбрасываются в горизонтальный регистр. Электрический сигнал, выводимый из горизонтального регистра, усиливается и обрабатывается электроникой купольные камеры с ИК. Информация о состоянии каждого пиксела в данном типе матриц извлекается построчно, то опроса матрицы за один кадр необходимо считать информацию с 525 строк. Повторяя эту процедуру в последовательности, мы получаем непрерывный видеосигнал.