光耦一般用於信號的隔離。當兩個電路的電源參考點不相關時，使用光耦可以保證在兩邊不共地的情況下，完成信號的傳輸。
1）光耦的基本原理
光耦的原理圖如下所示，其內部可以看做一個特殊的“三極管”；一般的三極管是通過基極B和發射極E間的電流，去控制集電極C和發射極E間的電流；而光耦可以看做是用輸入端的發光管的光強度在控制輸出端的電流；而輸入端的發光管是個二極管，也就是用輸入端的電流去控制輸出端的電流，功能上和三級管是等效的，而由於中間的控制是靠光傳輸，所以輸入端和輸出端可以沒有固定的電壓差，也即相互隔離。
和三極管的特性一樣，光耦可以傳輸模擬信號也可以傳輸數字信號；也有飽和區、放大區、截止區。
2）光耦的典型應用電路
我們還是先考慮光耦傳輸數字信號，類似與三極管的開關特性，如下圖：
輸入端加入5V的方波脈沖，經過限流電阻后輸入光耦的輸入端；發光二極管會周期性地導通、截止；輸出端使用和三極管類似共射級的接法，從集電極輸出；和共射極三極管電路類似，光耦的輸出也會反相。
當輸入高電平，二極管發光，光耦的3、4腳導通，那么R2上有電流通過，如果光耦達到飽和狀態，R2上壓降接近輸出端的電壓，3、4間的電壓很低（只有0.x伏），即輸出低電平；當輸入低電平，二極管截止不發光，3、4不導通，輸出端電壓被拉高的電源附近，即輸出高電平。由此可見該電路實現了反相器的作用。
（由於仿真軟件需要固定的電平才能運行和顯示，這里仿真圖中輸入和輸出是共地的，實際上大多數實際應用中，輸入和輸出是兩個不相關的電源，正因為要保證隔離，才會使用光耦）
3）光耦的參數選擇和電路設計
選擇光耦時，需要關注輸入參數、輸出參數、傳輸比等等，我們以TL521光耦為例，如果需要設計一個隔離的數字信號傳輸電路，兩邊的電平都為5V，按如下步驟設計：
TL521光耦的一些參數如下
首先，關注輸入端，可以看到其輸入工作電流為幾mA至25mA，輸入壓降在10mA時為1V~1.3V，那么我們選擇輸入端的電阻，使得它導通時為10mA左右就能達到比較好的工作狀態，那么輸入電阻取：
R = （5V-1.2V）/10mA = 380Ω
其次，需要關注一個很重要的參數，電流傳輸比，即上圖中的 Current Transfer Ratio，這個參數對於不同的光耦有很大不同，它表征的是：輸出端的電流 比 輸入端的電流。當然這個值只是在放大區有效，和三極管類似，表征了輸出端可能達到的最大電流時的比值。
由於我們是用作傳輸數字信號，所以只用關注光耦的截止區和飽和區；截止比較好說，輸入端無輸入時，輸出端必然截止；而什么時候飽和呢？這取決於輸出端的電壓和電阻。
我們先計算輸出端可能達到的電流，當輸入端為10mA時，該光耦的傳輸比最小為50%，也即輸出端在外部電路合適的情況下，最小也有輸出10mA*50% = 5mA 的能力。所以，為了保證輸入端有電壓時輸出端進入飽和區，則需要的輸出端電阻最小為：
R = 5V / 5mA = 1kΩ
當電阻更大時，導通時電阻上的壓降更大，就更容易進入飽和區。
仿真的圖形如下，輸入和輸出同相。
注意這個電路形式，輸出端電阻接到了發射極，類似三極管的共集電極電路（射極輸出電路）。
除了上面說的一些設計方法，在實際應用時，還需要關注輸出端的最大電壓、傳輸的速率等等一些參數；此外，光耦的這些參數，與溫度相關性較大，要查閱數據手冊里的圖表來確定各種參數和溫度之間的關系。這里就不展開講了。
4）光耦的保護電路
實際使用時，一般光耦的輸入端需要加一些保護電路，以免輸入信號異常導致光耦損壞，下圖是一個典型的光耦輸入保護電路：
相比與基本的光耦隔離電路，它多了一個反向二極管、一個電容、一個電阻。
反向並聯的二極管是用於防止輸入信號接反是，損壞光耦內部的發光二極管（一般光耦的輸入反向耐壓為5V），接入該二極管后，如果有反向電壓輸入，此二極管會將反向電壓限制在1V以內。
並聯的電容用於濾波，如果輸入信號有高頻干擾，並聯的電容和串聯的限流電阻會形成一個RC低通濾波器的效果，濾除較高頻率的干擾；但是接入電容后，會使得傳輸的信號變慢。
並聯的電阻，一方面可以去除一些干擾，使得較低電壓的干擾信號輸入不會使得光耦導通；另一方面，電阻可以加快電容的放電時間，這樣可以減弱接入電容后信號變慢的影響。
5）光耦隔離模擬信號
光耦的特性和三極管很像，它即可以工作在截止區和飽和區隔離數字信號，也可以工作在放大區用於隔離模擬信號，如下圖：
圖中使用的是HCNR201光耦，這種光耦具有特殊的性質，它有一個輸入端，兩個輸出端；兩個輸出端的特性高度一致，即輸入端有電流流過時，在兩個輸出端產生的輸出電流也 一樣。
利用這個特性，將一路輸出用於反饋給輸入端，一路輸出到隔離端，可以實現模擬信號的隔離。
該圖的分析過程如下：
首先，判定運放是否在負反饋，當運放輸出電壓變大時，光耦發光二極管電流變大，輸出端電流也變大，R6電流變大，運放負端輸入電壓升高，這會使得運放輸出變小，所以是負反饋；
其次，由於運放的虛短特性，R6上的電壓和輸入信號源的電壓相等；
最后，由於光耦的兩個輸出端狀態一致，輸出的電流相等，則R7上產生的壓降和R6上的壓降也相等，也即R7上的電壓等於輸入電壓，以此實現模擬信號的隔離。
由仿真圖可以看出，R6上的信號變化與信號源輸入一致，R7上輸出的信號也與它們一致。
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