光電二極管可以以多種方式使用，但最常用的電路是下面兩個使用運算放大器（op-amps）的電路。

在光伏電路中，以正向偏置模式連接光電二極管。光電二極管的陽極連接到運算放大器的反相端子，陰極連接到反相端子。當光線落在光電二極管上時，會產生很小的電壓和電流。運算放大器對此進行放大并輸出電壓。電壓的大小取決于反饋電阻R的值F.

在光電導電路中，以反向偏置模式連接光電二極管。在上面的電路圖中，VR是負電壓。當光線照射到光電二極管時，一個小電流通過它，輸出端有一個放大的電壓。

在這兩種情況下，運算放大器都用作跨阻放大器或電流-電壓放大器。