无源光电逻辑元件

    图 1显示了通用无源光电逻辑元件电路之一的示例。这种元件同时执行AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR的功能，只包含4个光电对U1-U4，有9个输出端；其中 6 个具有高负载能力（Y1 和 Y2），3 个具有低负载能力（Y0）。请注意，为了尽可能简化逻辑元件，晶体管及其随附的电阻器可以从中排除，并且只能使用具有低 (Y0) 负载能力的输出。

    图 1具有高（Y1 和 Y2）和低（Y0）负载能力的通用无源输入光电逻辑元件。
    考虑逻辑元素的操作。如果没有控制信号应用于输入 X1 和 X2，则电流不会流过光耦合器对 U1.1、U2.1、U3.1、U4.1 的 LED。因此，高逻辑电平电压将出现在逻辑元件的所有输出Y0处。
    如果“Log. 1”电平应用于输入 X1，而“Log. 0”到输入端X2，电流将流过光耦合器U1.1、U3.1的LED。输出 Y0 NAND 的电压不会改变，而输出 Y0 NOR 和 Y0 XNOR 的电压将下降到“Log.0”电平。
    当电平控制信号“Log. 0”被馈送到输入 X1 和“Log. 1” 在输入 X2 处，电流将流过光耦合器对 U2.1、U4.1 的 LED。在输出 Y0 NAND 处电压也不会改变，在输出 Y0 NOR 和 Y0 XNOR 处会有一个“Log”电平。0”。
    ，如果高电平控制信号应用于输入 X1 和 X2，电流将流过光耦合器对 U1.1、U2.1 的 LED。Y0 NAND 的输出将具有“Log”级别。0”; Y0 NOR 的输出也将具有“Log”级别。0”; Y0 XNOR 的输出将处于“Log. 1”。
    当然，图1中的光电逻辑元件NAND/AND、NOR/OR或XNOR/XOR也可以相互独立使用。
    无源光电逻辑元件的优缺点是显而易见的。一方面，没有外部电源电压源，另一方面，光耦合器的 LED 从信号源消耗足够高的电流。
    有源光电逻辑元件

    接下来考虑有源光电逻辑元件，图 2。这些元件具有高输入电阻，但需要电源 E1（为此，可以使用接收部分 E2 的电源）。

    图2中的光电逻辑元件的工作原理与图1有些不同，差异非常明显。在没有输入信号的情况下，电流不会流过光耦合器的 LED。所有输出 Y0 AND、OR 和 XOR 都将出现低电压电平，请参见表 1。

    图 2具有高（Y1 和 Y2）和低（Y0）负载能力的通用有源光电逻辑元件。

    表1 通用光电逻辑元件的真值表。
    当电平控制信号为“Log. 1”应用于输入 X1 和“Log. 0”到输入 X2，电流流过光耦合器对 U2.1 和 U3.1 的 LED。输出 Y0 AND 将具有“Log. 0”; 输出 Y0 OR 和 Y0 XOR 将是“Log. 1”。
    当“登录。0”应用于输入 X1 和“Log. 1” 到输入 X2，电流流过光耦合器对 U1.1 和 U3.1 的 LED。在输出 Y0 AND 处会有“Log. 0”; 在 Y0 OR 和 Y0 XOR 的输出端会有“Log. 1”。
    如果“记录。1” 应用于输入 X1 和 X2，电流将仅流过光耦合器对 U3.1 的 LED。在输出 Y0 AND 和 Y0 OR 将有一个“Log. 1”；在输出 Y0 XOR 处会有“Log. 0”。

    具有无源或有源输入的光电逻辑元件

    图 3显示了具有无源或有源输入的光电逻辑元件的另一种变体。该设备的接收部分基于单个晶体管上的通用逻辑元件。
    图 3具有无源（左上）或有源（左下）输入的通用光电逻辑元件。