Ще си струва да започнем историята с Едисън. Този любознателен човек на науката експериментира със своята крушка с нажежаема жичка, опитвайки се да достигне нови висоти в електрическото осветление, и случайно изобретява диодна лампа. Във вакуум електроните напуснаха катода и бяха отнесени към втория електрод, разделени от пространство. По това време се знаеше малко за текущото коригиране, но патентованото изобретение в крайна сметка намери своето приложение. Тогава беше необходима характеристиката на токовото напрежение. Но първо нещата.
Волт-амперна характеристика на всяко електронно устройство - вакуумно, както и полупроводниково - помага да се разбере как ще се държи устройството, когато е включено в електрическа верига. Всъщност това е зависимостта на изходния ток от напрежението, приложено към устройството. Диодният прекурсор, изобретен от Едисън, е предназначен да отрязва отрицателните стойности на напрежението, въпреки че, строго погледнато, всичко ще зависи от посоката, в която устройството е свързано към веригата, но повече за това някой друг път, за да не отегчавате читателя с ненужни подробности.
И така, характеристиката на токовото напрежение на идеалния диод е положителен клон на математическата парабола, позната на повечето от училищните уроци. Токът през такова устройство може да тече само в една посока. Естествено идеалът е различен от реалния живот и на практика при отрицателни стойности на напрежението все още има паразитен ток, наречен обратен (изтичане). Той е значително по-малък от полезния ток, наречен директен, но въпреки това не трябва да забравяме за несъвършенството на истинските устройства.
Вакуумният триод се различава от по-младия си аналог с два електрода по наличието на контролна решетка, която блокира средното напречно сечение на вакуумната колба. Катодът със специално покритие, което улеснява отделянето на електроните от повърхността му, служи като източник на елементарни частици, които се получават от анода. Потокът се контролира от напрежението, приложено към мрежата. Токово-волтажната характеристика на вакуумна триодна лампа е много подобна на диодната, но с едно голямо уточнение. В зависимост от напрежението в основата, коефициентът на параболата претърпява промяна и се получава семейство от линии с подобна форма.
За разлика от диода, триодите работят с положително напрежение между катода и анода. Необходимата функционалност се постига чрез манипулиране на напрежението в мрежата. И накрая, трябва да се направи едно последно уточнение. Тъй като катодът има ограничена способност да излъчва електрони, всяка характеристика има област на насищане, където по-нататъшното увеличаване на напрежението вече не води до увеличаване наизходен ток.
Въпреки различното естество и принципи на действие, характеристиката на токовото напрежение на транзистора не се различава твърде много от триода, само стръмността на параболата е относително голяма. Ето защо тръбните вериги при зряло отражение често се прехвърляха на полупроводникова основа. Редът на физическите величини е различен, транзисторите използват несравнимо по-ниски захранващи напрежения. В допълнение, полупроводниковите устройства могат да се задвижват както от положително, така и от отрицателно напрежение, което дава на дизайнерите повече свобода при проектирането на схеми.
За да се удовлетворят напълно заявките за трансфер на готови решения, бяха изобретени и устройства с фотоефект. Вярно е, че ако лампите са използвали външното си разнообразие, тогава подобрената елементна база по очевидни причини функционира въз основа на вътрешния фотоелектричен ефект. Токово-волтова характеристика на фотоелектричния ефект е различна по това, че стойността на изходния ток се измества в зависимост от осветеността. Колкото по-висок е интензитетът на светлинния поток, толкова по-голям е изходният ток. Ето как работят фототранзисторите, а фотодиодите използват клон с обратен ток. Това помага да се създават устройства, които улавят фотони и се контролират от външни източници на светлина.
