Circuits logiques résistances-transistors (RTL)
Fiables, ces circuits ont une consommation de quelques mW et des temps de propagation faibles (20-40 ms) mais présentent une faible sortance et une faible immunité au bruit. Cette famille a été la première à être intégrée en 1959 grâce aux travaux de Kilby.
On utilise des transistors bipolaires qui fonctionnent en mode bloqué-saturé.
Si le courant base est très faible (potentiel de base inférieur à 0,65 V) l'espace émetteur-collecteur est isolant et le courant collecteur nul : le potentiel de collecteur est voisin de la tension d'alimentation : le transistor est bloqué. Si au contraire le courant de base est important l'espace émetteur-collecteur est conducteur et la tension collecteur est très faible le transistor est saturé.
Du point de vue logique, on réalise ainsi un inverseur S = A.
Une solution plus évoluée consiste à utiliser à la place de la résistance de base du transistor un transistor T1 dont l'émetteur constitue l'entrée. Si l'entrée est à 0 V, la jonction BE de T1 est conductrice : T1 est saturé et le potentiel de base de T2 est très faible : T2 est bloqué et S = "1". Si au contraire E = "1", T1 est bloqué et la jonction BC de T1 est polarisée en direct : la base de T2 reçoit un courant important qui sature T2 et S = "0".
Porte NOR : Il est très simple de réaliser une telle porte en empilant des résistances reliés à la base et aux diverses entrées (circuit de gauche). Cette méthode pose le problème de l'interactions possibles entre les entrées. On peut y remédier en utilisant pour chaque entrée un transistor relié à une résistance de collecteur commune.
Porte NAND : On peut cette fois empiler des transistors (un pour chaque entrée) avec une résistance de collecteur.Pour obtenir un "0" logique en sortie il faut que tous les transistors soient saturés donc que toutes les entrées soient au niveau logique "1". Pour que cette méthode fonctionne, il faut utiliser des transistors qui présentent une fois saturés une tension V_CE très faible.

Circuits logiques diodes-transistors (DTL)
C"est la première famille a avoir été très utilisée.
Porte NOR : Le principe est simple. On prend une porte OR à diodes que l'on fait suivre d'un transistor monté en inverseur. On peut ajouter une diode D3 (diode de décalage) entre la sortie du OR et la base du transistor pour diminuer l'influence du bruit. En l'absence de D3 une tension d'entrée supérieure à 0,7 V peut provoquer la saturation du transistor alors qu'avec D3, il faut au moins 1,4 V. Souvent on utilise deux diodes pour faire passer le seuil du niveau "1" à 2,1 V.
Pour éviter une réaction des entrées, il est aussi possible d'utiliser un transistor pour chaque entrée avec une résistance de collecteur commune.
Le circuit 1N 914 a été commercialisé pendant une longue période.
Porte NAND : On prend cette fois une porte AND à diodes que l'on fait suivre d'un transistor monté en inverseur.

Utilisation :
Pour chaque cas étudié, vérifier le fonctionnement des portes.