La technologie numérique en électronique est apparue bien avant l'existence des circuits intégrés. L'assemblage et l'interconnexion de modules à éléments discrets composés de résistances, de diodes et de transistors permettait en effet de câbler des structures complexes.

La première famille numérique, qui déboucha d'ailleurs sur un équivalent en circuit intégré fut la technologie RTL (Resistor Transistor Logic), dont le schéma le plus simple est celui de l'inverseur à transistor ci-contre.

Dans ce module, le transistor fonctionne entre deux états stables :
- l'état bloqué lorsqu'il ne reçoit pas de courant par la base (IB=0 et donc IC=0),
- l'état saturé lorsque le courant de base est suffisant pour amener en sortie une tension Vce voisine de 0 volt.

Etat bloqué :
A l'état bloqué Ve= 0 donc IB=0 ainsi que Vbe. Le courant Ic étant également nul, seul le courant de sortie Is provoque une chute de tension aux bornes de la résistance Rc. On en déduit que la tension de sortie vaut Val - Rc.Is. Si le courant de sortie est suffisamment faible alors la tension de sortie peut encore être considérée comme étant un niveau logique 1. La capacité de ce module à relier sa sortie à de nombreuses entrées d'autres modules du même type sans entraîner une dégradation trop importante du niveau logique en sortie, définit la sortance du module.

Etat saturé :
A l'état saturé, le courant de base doit au moins être égal à Icsat=Val/b.Rc, afin de provoquer une chute de tension suffisante dans Rc pour amener la sortie à un potentiel voisin de zéro.

En fait, il faut tenir compte des dispersions de caractéristiques entre plusieurs transistors de même référence (voir fiche technique du fabricant), ainsi que de la valeur minimale du Vce en saturation pour un courant Icsat donné.
Pour garantir la mise en saturation du transistor, on majore en général la valeur de IB d'un coefficient au moins égal à 2 :

IB > 2.IBsat = 2.(Val-Vcesat)/bmin.Rc

Cette contrainte ne sera pas sans conséquence sur les performances dynamiques du montage.

Vous pouvez en effet constater sur l'animation ci-dessus que le passage du point de blocage au point de saturation ne se fait pas instantanément. Il faut en effet d'abord débloquer la diode base-émetteur d'entrée, puis passer par un état transitoire d'établissement du courant de collecteur Ic avant qu'il atteigne le point de saturation. Ensuite, pour être certain de bien saturer ce transistor, malgré les dispertions de caractéristiques, il faut augmenter le courant de base au-delà de sa valeur Ibsat, ce qui conduit à une sursaturation du transistor.
Cette sursaturation sera pénalisante au moment du blocage, puisqu'il faudra d'abord évacuer ce courant exédentaire dans la base avant de pouvoir redescendre vers le point de blocage.