無源光電邏輯元件

    圖 1顯示了通用無源光電邏輯元件電路之一的示例。這種元件同時(shí)執(zhí)行AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR的功能，只包含4個(gè)光電對U1-U4，有9個(gè)輸出端；其中 6 個(gè)具有高負(fù)載能力（Y1 和 Y2），3 個(gè)具有低負(fù)載能力（Y0）。請注意，為了盡可能簡化邏輯元件，晶體管及其隨附的電阻器可以從中排除，并且只能使用具有低 (Y0) 負(fù)載能力的輸出。

    圖 1具有高（Y1 和 Y2）和低（Y0）負(fù)載能力的通用無源輸入光電邏輯元件。
    考慮邏輯元素的操作。如果沒有控制信號應(yīng)用于輸入 X1 和 X2，則電流不會流過光耦合器對 U1.1、U2.1、U3.1、U4.1 的 LED。因此，高邏輯電平電壓將出現(xiàn)在邏輯元件的所有輸出Y0處。
    如果“Log. 1”電平應(yīng)用于輸入 X1，而“Log. 0”到輸入端X2，電流將流過光耦合器U1.1、U3.1的LED。輸出 Y0 NAND 的電壓不會改變，而輸出 Y0 NOR 和 Y0 XNOR 的電壓將下降到“Log.0”電平。
    當(dāng)電平控制信號“Log. 0”被饋送到輸入 X1 和“Log. 1” 在輸入 X2 處，電流將流過光耦合器對 U2.1、U4.1 的 LED。在輸出 Y0 NAND 處電壓也不會改變，在輸出 Y0 NOR 和 Y0 XNOR 處會有一個(gè)“Log”電平。0”。
    ，如果高電平控制信號應(yīng)用于輸入 X1 和 X2，電流將流過光耦合器對 U1.1、U2.1 的 LED。Y0 NAND 的輸出將具有“Log”級別。0”; Y0 NOR 的輸出也將具有“Log”級別。0”; Y0 XNOR 的輸出將處于“Log. 1”。
    當(dāng)然，圖1中的光電邏輯元件NAND/AND、NOR/OR或XNOR/XOR也可以相互獨(dú)立使用。
    無源光電邏輯元件的優(yōu)缺點(diǎn)是顯而易見的。一方面，沒有外部電源電壓源，另一方面，光耦合器的 LED 從信號源消耗足夠高的電流。
    有源光電邏輯元件

    接下來考慮有源光電邏輯元件，圖 2。這些元件具有高輸入電阻，但需要電源 E1（為此，可以使用接收部分 E2 的電源）。

    圖2中的光電邏輯元件的工作原理與圖1有些不同，差異非常明顯。在沒有輸入信號的情況下，電流不會流過光耦合器的 LED。所有輸出 Y0 AND、OR 和 XOR 都將出現(xiàn)低電壓電平，請參見表 1。

    圖 2具有高（Y1 和 Y2）和低（Y0）負(fù)載能力的通用有源光電邏輯元件。

    表1 通用光電邏輯元件的真值表。
    當(dāng)電平控制信號為“Log. 1”應(yīng)用于輸入 X1 和“Log. 0”到輸入 X2，電流流過光耦合器對 U2.1 和 U3.1 的 LED。輸出 Y0 AND 將具有“Log. 0”; 輸出 Y0 OR 和 Y0 XOR 將是“Log. 1”。
    當(dāng)“登錄。0”應(yīng)用于輸入 X1 和“Log. 1” 到輸入 X2，電流流過光耦合器對 U1.1 和 U3.1 的 LED。在輸出 Y0 AND 處會有“Log. 0”; 在 Y0 OR 和 Y0 XOR 的輸出端會有“Log. 1”。
    如果“記錄。1” 應(yīng)用于輸入 X1 和 X2，電流將僅流過光耦合器對 U3.1 的 LED。在輸出 Y0 AND 和 Y0 OR 將有一個(gè)“Log. 1”；在輸出 Y0 XOR 處會有“Log. 0”。

    具有無源或有源輸入的光電邏輯元件

    圖 3顯示了具有無源或有源輸入的光電邏輯元件的另一種變體。該設(shè)備的接收部分基于單個(gè)晶體管上的通用邏輯元件。
    圖 3具有無源（左上）或有源（左下）輸入的通用光電邏輯元件。