二極管光隔離器采用led作為光源，硅光電二極管作為傳感器。當(dāng)光電二極管與外部電壓源反向偏置時，入射光會增加流過二極管的反向電流。二極管本身不產(chǎn)生能量，它調(diào)節(jié)來自外部源的能量流。這種工作模式稱為光導(dǎo)模式?；蛘?，在沒有外部偏壓的情況下，二極管將光能轉(zhuǎn)換成電能，方法是將其端子充電到高達(dá)0.7V的電壓。充電率與入射光的強(qiáng)度成正比。能量通過外部高阻抗路徑排出電荷而獲得，電流傳輸比可達(dá)到0.2%。這種操作模式稱為光伏模式。

最快的光隔離器采用光導(dǎo)模式的PIN二極管。PIN二極管的響應(yīng)時間在亞納秒范圍內(nèi);整個系統(tǒng)的速度受到LED輸出和偏置電路延遲的限制。為了減少這些延遲，快速數(shù)字光隔離器包含他們自己的LED驅(qū)動器和輸出放大器優(yōu)化速度。這些設(shè)備被稱為全邏輯光隔離器：它們的LED和傳感器完全封裝在數(shù)字邏輯電路中。配備內(nèi)部輸出放大器的Hewlett-Packard6N137/HPCL2601系列設(shè)備于20世紀(jì)70年代末推出，并達(dá)到10MBd的數(shù)據(jù)傳輸速度。77/07系列光隔離器包含CMOSLED驅(qū)動器和CMOS緩沖放大器，需要兩個獨(dú)立的外部電源，每個5V。

光電二極管光隔離器可以用來連接模擬信號，盡管它們的非線性總是會使信號失真。一種特殊的模擬光隔離器使用兩個光電二極管和一個輸入端運(yùn)算放大器來補(bǔ)償二極管的非線性。兩個相同的二極管中的一個被連接到放大器的反饋回路中，這使得整個電流傳輸比保持在恒定水平，而不管第二個(輸出)二極管的非線性。

建議的配置由兩個不同的部分組成。其中一個傳輸信號，另一個建立負(fù)反饋，以確保輸出信號與輸入信號具有相同的特性。這種提議的模擬隔離器在輸入電壓和頻率的廣泛范圍內(nèi)是線性的。然而，使用這一原理的線性光耦合器已經(jīng)存在多年，例如IL300系列。

圍繞MOSFET光耦開關(guān)構(gòu)建的固態(tài)繼電器通常使用光電二極管光隔離器來驅(qū)動開關(guān)。MOSFET的柵極開啟所需的總電荷相對較小，穩(wěn)態(tài)時的漏電流很低。光生伏打模式的光電二極體可以在相當(dāng)短的時間內(nèi)產(chǎn)生開啟電荷，但其輸出電壓比MOSFET的閾值電壓低很多倍。為了達(dá)到所需的閾值，固態(tài)繼電器包含多達(dá)30個串聯(lián)的光電二極管。

光電晶體管本質(zhì)上比光電二極管慢。例如，最慢但仍很常見的4N35光電隔離器在100歐姆負(fù)載下的上升和下降時間為5μs，其帶寬被限制在10千赫茲左右-足以用于腦電圖或脈沖寬度電機(jī)控制。1983年原始樂器數(shù)字接口規(guī)范中推薦的PC-900或6N138之類的設(shè)備，其數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到數(shù)十kBaud。光電晶體管必須適當(dāng)?shù)仄煤图虞d，以達(dá)到其最大速度，例如，4N28在最佳偏置下的最高工作頻率為50kHz，而在沒有偏置的情況下則低于4kHz。

使用晶體管光電隔離器進(jìn)行設(shè)計需要寬裕的余量，以使可在市售設(shè)備中找到的參數(shù)有較大的波動。這種波動可能是破壞性的，例如，當(dāng)DC-DC轉(zhuǎn)換器的反饋回路中的光隔離器改變其傳遞函數(shù)并引起虛假振蕩時，或當(dāng)光隔離器意外延遲導(dǎo)致短路時通過H橋的一側(cè)。制造商的數(shù)據(jù)表通常只列出最壞情況的關(guān)鍵參數(shù)值。實際設(shè)備以不可預(yù)測的方式超過了這些最壞情況的估計。使用場效應(yīng)晶體管(FET)作為傳感器的光電隔離器很少見，像vactrol一樣，只要FET輸出端兩端的電壓不超過幾百mV，就可以用作遙控模擬電位器。光電FET開啟時不會在輸出電路中注入開關(guān)電荷，這在采樣和保持電路中特別有用。