Tarina kannattaa aloittaa Edisonista. Tämä utelias tiedemies kokeili hehkulamppuaan yrittäen saavuttaa uusia korkeuksia sähkövalaistuksessa ja keksi vahingossa diodilampun. Tyhjiössä elektronit poistuivat katodista ja kuljetettiin toista elektrodia kohti tilan erottamana. Nykyisestä korjauksesta tiedettiin tuolloin vähän, mutta patentoitu keksintö löysi lopulta käyttötarkoituksensa. Silloin tarvittiin virta-jännite-ominaisuus. Mutta ensin asiat ensin.
Jokaisen elektronisen laitteen - tyhjiön ja puolijohteen - volttiampeeriominaisuus auttaa ymmärtämään, kuinka laite käyttäytyy, kun se liitetään sähköpiiriin. Itse asiassa tämä on lähtövirran riippuvuus laitteeseen syötetystä jännitteestä. Edisonin keksimä diodin esiaste on suunniteltu katkaisemaan negatiiviset jännitearvot, vaikka tarkalleen ottaen kaikki riippuu suunnasta, jossa laite on kytketty piiriin, mutta siitä lisää joskus toiste, jotta lukija ei väsytä. tarpeettomia yksityiskohtia.
Joten, ihanteellisen diodin virta-jänniteominaisuus on matemaattisen paraabelin positiivinen haara, jonka useimmat tuntevat koulutunneista. Tällaisen laitteen läpi kulkeva virta voi virrata vain yhteen suuntaan. Luonnollisesti ideaali eroaa tosielämästä, ja käytännössä negatiivisilla jännitearvoilla on edelleen loisvirta, jota kutsutaan käänteiseksi (vuoto). Se on huomattavasti pienempi kuin hyödyllinen virta, jota kutsutaan suoraksi, mutta siitä huolimatta ei pidä unohtaa todellisten laitteiden epätäydellisyyttä.
Tyhjiötriodi eroaa nuoremmasta vastineestaan kahdella elektrodilla siinä, että siinä on ohjausristikko, joka estää tyhjöpullon keskimääräisen poikkileikkauksen. Katodi erityisellä pinnoitteella, joka helpottaa elektronien erottamista sen pinnasta, toimi alkuainehiukkasten lähteenä, jotka anodi vastaanotti. Virtausta ohjattiin verkkoon syötetyllä jännitteellä. Tyhjiötriodilampun virta-jännite-ominaisuus on hyvin samanlainen kuin diodilampun, mutta yhdellä suurella selvennyksellä. Riippuen kannan jännitteestä paraabelikerroin muuttuu ja saadaan samanmuotoinen juovaperhe.
Toisin kuin diodit, triodit toimivat positiivisilla jännitteillä katodin ja anodin välillä. Tarvittava toiminnallisuus saavutetaan manipuloimalla verkon jännitettä. Ja lopuksi vielä yksi selvennys. Koska katodilla on rajallinen kyky emittoida elektroneja, jokaisella ominaisuudella on kyllästysalue, jossa jännitteen lisääminen ei enää johdalähtövirta.
Eroista luonteesta ja toimintaperiaatteista huolimatta transistorin virta-jännite-ominaisuus ei eroa liikaa triodista, vain paraabelin jyrkkyys on suhteellisen suuri. Tästä syystä putkipiirit siirrettiin kypsän heijastuksen jälkeen usein puolijohdepohjaisille. Fyysisten suureiden järjestys on erilainen, transistorit käyttävät verrattoman alhaisempia syöttöjännitteitä. Lisäksi puolijohdelaitteita voidaan ohjata sekä positiivisilla että negatiivisilla jännitteillä, mikä antaa suunnittelijoille enemmän vapautta piirien suunnittelussa.
Valmiiden ratkaisujen siirtopyyntöjen täyttämiseksi keksittiin myös valosähköisiä laitteita. Totta, jos lamput käyttivät sen ulkoista lajiketta, parannettu alkuainepohja, ilmeisistä syistä, toimii sisäisen valosähköisen vaikutuksen perusteella. Valosähköisen efektin virta-jännite-ominaisuus eroaa siinä, että lähtövirran arvo muuttuu valaistuksen mukaan. Mitä suurempi valovirran intensiteetti on, sitä suurempi on lähtövirta. Näin fototransistorit toimivat, ja valodiodit käyttävät käänteistä virtahaaraa. Tämä auttaa luomaan laitteita, jotka sieppaavat fotoneja ja joita ohjaavat ulkoiset valonlähteet.