Dentro de la familia lógica TTL existen diversas modificaciones sobre su circuito básico que nos permitirán introducir algunas mejoras, las cuales serán de aplicación en los distintos circuitos digitales que se desarrollan en el mercado.

Podemos distinguir, principalmente, varias subfamilias:

- TTL alta velocidad o HTTL.

- TTL baja disipación o LPTTL.

- TTL Schottky o STTL.

- TTL Schottky de baja disipación o LPSTTL.

- TTL Schottky avanzada o ASTTL.

Algunas modificaciones del circuito básico permiten obtener mayores velocidades de conmutación. Dado que ésta depende fundamentalmente de:

- Tiempo de almacenamiento en componentes activos.

- Constantes de tiempo;

podemos aumentar la velocidad si disminuimos los factores anteriores.

Para reducir el primer factor, se suele introducir otro paso en la tecnología de fabricación consistente en difundir oro. El oro introduce dos niveles de energía, uno aceptor y otro donador, situados ambos entre las bandas de valencia y conducción. Estos niveles favorecen la recombinación de cargas por actuar como centros de "atrapamiento" (Trapping Center), situados muy cerca del centro de la banda prohibida.

Como consecuencia de ello, la probabilidad de que los electrones y huecos salten a ellos desde las bandas de conducción y valencia es mucho mayor que la probabilidad de que salten de una banda a otra. El efecto es una disminución apreciable en el tiempo de vida de portadores minoritarios y, por tanto, del tiempo de almacenamiento.

Para lograr que disminuyan las constantes de tiempo habrá que rebajar los valores de las resistencias, lo cual supondrá mayores corrientes y una disipación superior.

Uno de los circuitos típicos de altas velocidad es el mostrado en la ilustración siguiente. En él se ha sustituido el diodo del circuito estándar por un nuevo transistor que, junto con T4, forma un Darlington. El transistor equivalente tiene una ganancia mucho mayor y, por lo tanto, la impedancia de salida a nivel alto se reduce proporcionalmente al crecimiento de la ganancia.

Podemos ver cómo el transistor de salida del Darlington no puede saturarse nunca, ya que la tensión colector-emisor mínima está fijada por la tensión de saturación del transistor de entrada más la de su unión base-emisor. Por otra parte, las cargas almacenadas en la base de T4 son rápidamente retiradas por T2 al entrar éste en conducción. Como consecuencia de ello, la puesta en corte del Darlington es inmediata.

Otra modificación importante en circuitos de alta velocidad suele ser la sustitución de la resistencia R5, en paralelo con la unión base-emisor de T5, por otro transistor.

Estas puertas son básicamente similares que las TTL estándar y sólo cambian los valores de las resistencias, que aquí son mayores, con lo cual se obtiene un menor consumo de potencia. Los valores típicos de las resistencias, en este caso, son: R1=40 K; R2=20 K; R4=0,5 K y R5=12K.

Se emplean en circuitos donde el bajo consumo sea el principal factor limitativo, ofreciendo un buen compromiso entre velocidad y consumo. En la ilustración correspondiente podemos ver un circuito básico de esta familia.

La etapa de salida permite que la tensión de salida a nivel alto sea igual a la tensión de alimentación menos la caída de tensión base-emisor a corrientes casi nulas.

Otro modo de conseguir alta velocidad es evitar que los transistores se saturen. Una forma simple de evitar la saturación es impedir que la unión colector - emisor pueda polarizarse directamente, poniendo en paralelo con ella un diodo de germanio o un Schottky que, al conducir, fijarán la tensión colector - base a un valor menor del correspondiente a saturación.

El diodo Schottky es muy rápido, a causa de que no almacena cargas. Por otra parte, el proceso tecnológico que permite su fabricación es relativamente sencillo.

Dado que el aluminio es un aceptor, cuando está depositado sobre silicio tipo N tiende a dar una barrera metal - semiconductor en lugar de un contacto óhmico. Así, si la difusión de portadores tipo n para los contactos en colectores se suprime, y se deposita directamente aluminio sobre el colector tipo N, se forma un excelente diodo metal - semiconductor y resultará bastante sencillo conseguir la estructura de la siguiente ilustración.

El circuito TTL - Schottky, de alta velocidad, tiene todos los transistores que se saturan en TTL estándar con un "clamp - Schottky". Se puede ver que en T1 no es necesario el diodo, ya que el circuito formado por TS3 y TS5 es del tipo descrito en el dibujo.

Los principales inconvenientes de esta familia son: su mayor disipación y el aumento de la tensión de salida a bajo nivel que, a su vez, supone una mayor inmunidad al ruido.

Esta familia está destinada a constituirse en la más importante de la serie TTL.

Notemos, en el siguiente dibujo, que esta familia no utiliza como circuito de entrada el transistor multiemisor, al cual se debe el nombre de TTL, sino que emplea una configuración tipo DTL, consiguiéndose así mayor rapidez y el aumento de la tensión de ruptura hasta unos 15 voltios.

Cada entrada tiene un diodo Schottky que fijará las señales negativas y minimizará el "ringing" en las interconexiones. La capacidad de una entrada de esta puerta LPSTTL es de unos 3,3 picofaradios.

El circuito de salida también contiene aspectos diferentes de los circuitos TTL convencionales. La base del transistor T1, que forma el Darlington, va conectada a la salida a través de la resistencia R4, consumiendo menos potencia y permitiendo que la tensión de salida a nivel alto difiera de la tensión de alimentación en sólo una caída de tensión base-emisor a bajas corrientes de salida. La base del otro transistor de salida TS4 presenta un circuito ya descrito anteriormente en la familia HTTL, con la mejora del transistor en la salida.

Una característica especial consiste en usar un diodo Schottky en serie con el colector de T1. Este diodo permite llevar la salida a tensiones mayores que la tensión de alimentación.

Existe una familia avanzada o mejorada, denominada ASTTL, que reduce el consumo de potencia en un 50% con respecto a la LPSTTL; su esquema básico aparece ilustrado en la figura siguiente.