光電耦合內部放大電路如圖1所示。圖中信號源部分可以是真實的信號源，也可以是前級放大電路。當動態信號為零時，輸入回路有靜態電流ID，輸出回路有靜態電流IC，從而確定出靜態管壓降VCE。當有動態信號時，隨著iD的變化，iC將產生線性變化，電阻Rc將電流的變化轉換成電壓的變化。當然，vCE也將產生相應的變化。由于傳輸比的數值較小，所以一般情況下，輸出電壓還需進一步放大。實際上，目前已有集成光電耦合放大電路，具有較強的放大能力。

在圖1所示電路中，若信號源部分與輸出回路部分采用獨立電源且分別接不同的“地”，則即使是遠距離信號傳輸，也可以避免受到各種電干擾。