Основою ТТЛ-елементів є потенційний інвертор із перемиканням базового струму [2].

Ттл-елемент і–не із складним інвертором

Принципова схема ЛЕ представлена на рисунке 9.2. Вона є базовою для мікропотужної серії 134.

Рисунок 9.2

Склад схеми

V₁ – багатоемітерний транзистор, що реалізує операцію «І».

V₂, R₂, R₃ – фазоінверсний каскад.

V₃, V₄, R₄, VD – двотактний вихідний каскад.

Два останні каскади і утворюють разом схему складного інвертора.

Джерело живлення E=5V.

Принцип дії. Логічний елемент функціонує у позитивній логіці з наступними логічними рівнями: U⁰=0,2V; U¹=3,6 V. Нехай на всі ходи подаються логічні «одиниці»

x₁=x₂=…=x₈=U¹=3,6 V.

Всі емітерні переходи транзистора V1 закриті і струм IA1 перемикається у базу транзистора V2, який від цього відкривається і переходить до РН. Зростання струму через V2 приводить до збільшення спадів напруги на опорах R2 і R3. Напруга на колекторізменшується, а напруга на емі­тері V2 (на базі V4) збільшується. ТранзисторV4 відкривається, шунтуючи опір R3 і викликаючи подальше зменшення потенціалу колектора V2. Внаслідок цього транзистори V2 і V4 переходять до РН, 

Транзистор закривається, бо напруга між колекто­рамиістає меншо ю, ніж сумарний поріг відкривання транзистораі зміщувального діода. Відтак, основне призначення діодаполягає в забезпеченні надійного закриванняпри насиченні транзисторіві.

Базовий логічний елемент 133 і 155 серій

Базовий елемент стандартних серій побудо­ваний за схемою рисунка 9.3.

Рисунок 9.3

На входах ЛЕ зазвичай вмикаються діоди VD1 – VD4, які обмежують амплітуду негативних завад. Замість опору R3 (рис. 9.2) до бази вихідного транзистора V5 підключений корегуючий ланцюжок R3, R4 , який дозволяє одержати СПХ за формою, близькою до прямокутної (рис. 9.4, пунктир), що забезпечує підвищення завадостійкості ТТЛ-елемента. Покажемо це.

Рисунок 9.4

У схемі ЛЕ зі складним інвертором рисунка 9.2 СПХ має нахил на ділянці АВ (рис. 9.4). При вхідній напрузі Uвих<0,7 В транзистори  V2 і V4 закриті і перебувають у РВ. Вихідна напруга 3,6 В.

Коли ж вхідна напруга досягає 0,7 В, транзистор V2 починає відкриватися, струм Ik2 і спад напруги на опорі R2 зростають. Потенціал на колекторі V2 і напруга на базі V3 (UAA3) зменшуються, і оскільки транзистор V3 працює наразі в АР як емітерний повторювач, то напруга Uвих також зменшується (ділянка АВ на СПХ рисунка 9.4).

Оскільки транзистор М4 наразі закритий, то струм IE2тече через R3. Нахил СПХ на ділянціАВ тим менший (тобто вихідна напруга зменшується зі зміною вхідної тим повільніше), чим більше буде відношення опорів R3/R2. Тому для збільшення і завадостійкості треба збільшувати опір R3.

Це надає СПХ форми близької до прямокутної (нахил ділянки АВ зменшується).