Érdemes lenne Edisonnal kezdeni a történetet. Ez a tudomány érdeklődő embere kísérletezett izzólámpájával, új magasságokat próbálva elérni az elektromos világítás terén, és véletlenül feltalált egy diódalámpát. Vákuumban az elektronok elhagyták a katódot, és a térrel elválasztott második elektróda felé vitték őket. Akkoriban keveset tudtak a jelenlegi javításról, de a szabadalmaztatott találmány végül megtalálta az alkalmazását. Ekkor volt szükség az áram-feszültség karakterisztikára. De először a dolgok.
Minden elektronikus eszköz – vákuum és félvezető – Volt-amper karakterisztikája segít megérteni, hogy az eszköz hogyan fog viselkedni, ha elektromos áramkörbe kerül. Valójában ez a kimeneti áram függése a készülékre adott feszültségtől. Az Edison által feltalált dióda prekurzort arra tervezték, hogy levágja a negatív feszültségértékeket, bár szigorúan véve minden attól függ, hogy milyen irányban csatlakozik az eszköz az áramkörhöz, de erről majd máskor, hogy ne fárassza az olvasót. szükségtelen részletek.
Tehát, az ideális dióda áram-feszültség karakterisztikája a matematikai parabola pozitív ága, amelyet a legtöbben az iskolai órákból ismernek. Az ilyen eszközön áthaladó áram csak egy irányba folyhat. Természetesen az ideális eltér a valós élettől, és a gyakorlatban negatív feszültségértékek mellett továbbra is létezik egy parazita áram, amelyet visszirányúnak (szivárgásnak) neveznek. Ez lényegesen kisebb, mint a direkt hasznos áram, de ennek ellenére nem szabad megfeledkezni a valódi eszközök tökéletlenségéről.
A vákuumtrióda abban különbözik fiatalabb, két elektródával rendelkező társától, hogy van egy vezérlőrács, amely blokkolja a vákuumlombik átlagos keresztmetszetét. A speciális bevonattal ellátott katód, amely megkönnyíti az elektronok elválasztását a felületétől, elemi részecskék forrásaként szolgált, amelyeket az anód fogadott. Az áramlást a hálózatra kapcsolt feszültség szabályozta. A vákuumtrióda lámpa áram-feszültség karakterisztikája nagyon hasonlít a diódáéhoz, de egy nagy pontosítással. A bázis feszültségétől függően a parabola-együttható változáson megy keresztül, és hasonló alakú vonalcsaládot kapunk.
A diódákkal ellentétben a triódák pozitív feszültséggel működnek a katód és az anód között. A szükséges funkcionalitás a hálózati feszültség manipulálásával érhető el. És végül még egy utolsó pontosítást kell tenni. Mivel a katódnak véges elektronkibocsátási képessége van, minden karakterisztikának van egy telítési tartománya, ahol a feszültség további növekedése már nem vezetkimeneti áram.
Az eltérő jelleg és működési elv ellenére a tranzisztor áram-feszültség karakterisztikája nem tér el túlságosan a triódától, csak a parabola meredeksége viszonylag nagy. Ez az oka annak, hogy a csőáramköröket érett reflexió után gyakran félvezető alapra helyezték át. A fizikai mennyiségek sorrendje eltérő, a tranzisztorok összehasonlíthatatlanul alacsonyabb tápfeszültséget használnak. Ezenkívül a félvezető eszközöket pozitív és negatív feszültség is meghajthatja, így a tervezők nagyobb szabadságot biztosítanak az áramkörök tervezésénél.
A kész megoldások átadása iránti igények maradéktalan kielégítésére fotoelektromos hatású eszközöket is feltaláltak. Igaz, ha a lámpák külső változatát használták, akkor a továbbfejlesztett elemi alap – érthető okokból – a belső fotoelektromos hatás alapján működik. A fotoelektromos hatás áram-feszültség karakterisztikája annyiban különbözik, hogy a kimenő áram értéke eltolódik, a megvilágítás függvényében. Minél nagyobb a fényáram intenzitása, annál nagyobb a kimeneti áram. Így működnek a fototranzisztorok, a fotodiódák pedig fordított áramágat használnak. Ez segít olyan eszközök létrehozásában, amelyek fotonokat rögzítenek, és amelyeket külső fényforrások vezérelnek.
