Warto by było zacząć historię od Edisona. Ten dociekliwy naukowiec eksperymentował ze swoją żarówką, próbując osiągnąć nowe wyżyny w oświetleniu elektrycznym i przypadkowo wynalazł lampę diodową. W próżni elektrony opuściły katodę i zostały odprowadzone w kierunku drugiej elektrody, oddzielone przestrzenią. Niewiele było wówczas wiadomo o obecnej rektyfikacji, ale opatentowany wynalazek w końcu znalazł swoje zastosowanie. Wtedy potrzebna była charakterystyka prądowo-napięciowa. Ale najpierw najważniejsze.
Charakterystyka wolt-amperowa każdego urządzenia elektronicznego - próżniowego, a także półprzewodnikowego - pomaga zrozumieć, jak będzie się zachowywać urządzenie włączone do obwodu elektrycznego. W rzeczywistości jest to zależność prądu wyjściowego od napięcia przyłożonego do urządzenia. Prekursor diodowy wymyślony przez Edisona ma na celu odcięcie ujemnych wartości napięć, choć ściśle mówiąc wszystko będzie zależało od kierunku podłączenia urządzenia do obwodu, ale tym bardziej innym razem, aby nie zanudzać czytnika niepotrzebne szczegóły.
Tak więc charakterystyka prądowo-napięciowa idealnej diody jest dodatnią gałęzią paraboli matematycznej, znanej większości z lekcji szkolnych. Prąd przez takie urządzenie może płynąć tylko w jednym kierunku. Oczywiście ideał różni się od rzeczywistości iw praktyce przy ujemnych wartościach napięcia nadal występuje prąd pasożytniczy zwany odwrotnym (przeciek). Jest to znacznie mniej niż prąd użyteczny, zwany bezpośrednim, ale nie należy zapominać o niedoskonałości rzeczywistych urządzeń.
Trioda próżniowa różni się od swojego młodszego odpowiednika dwoma elektrodami obecnością siatki kontrolnej, która blokuje średni przekrój termosu w poprzek. Katoda ze specjalną powłoką, która ułatwia oddzielanie elektronów od jej powierzchni, służyła jako źródło cząstek elementarnych, które trafiały do anody. Przepływ był kontrolowany przez napięcie przyłożone do sieci. Charakterystyka prądowo-napięciowa lampy triodowej próżniowej jest bardzo podobna do diodowej, ale z jednym dużym wyjaśnieniem. W zależności od napięcia na podstawie zmienia się współczynnik paraboli i otrzymuje się rodzinę linii o podobnym kształcie.
W przeciwieństwie do diody, triody działają z dodatnim napięciem między katodą a anodą. Wymaganą funkcjonalność uzyskuje się poprzez manipulowanie napięciem sieci. I na koniec należy dokonać ostatniego wyjaśnienia. Ponieważ katoda ma skończoną zdolność do emitowania elektronów, każda cecha ma obszar nasycenia, w którym dalszy wzrost napięcia nie prowadzi już do wzrostuprąd wyjściowy.
Pomimo odmiennego charakteru i zasady działania, charakterystyka prądowo-napięciowa tranzystora nie różni się zbytnio od triody, jedynie nachylenie paraboli jest stosunkowo duże. Dlatego obwody lampowe, po dojrzałym odbiciu, były często przenoszone na podłoże półprzewodnikowe. Kolejność wielkości fizycznych jest inna, tranzystory wykorzystują nieporównywalnie niższe napięcia zasilania. Ponadto urządzenia półprzewodnikowe mogą być zasilane zarówno napięciem dodatnim, jak i ujemnym, co daje projektantom większą swobodę podczas projektowania obwodów.
Aby w pełni zaspokoić prośby o przeniesienie gotowych rozwiązań, wynaleziono również urządzenia z efektem fotoelektrycznym. To prawda, że jeśli lampy wykorzystywały swoją zewnętrzną odmianę, to ulepszona podstawa elementarna, z oczywistych względów, działa na podstawie wewnętrznego efektu fotoelektrycznego. Charakterystyka prądowo-napięciowa efektu fotoelektrycznego różni się tym, że wartość prądu wyjściowego zmienia się w zależności od oświetlenia. Im wyższa intensywność strumienia świetlnego, tym większy prąd wyjściowy. Tak działają fototranzystory, a fotodiody wykorzystują gałąź prądu wstecznego. Pomaga to tworzyć urządzenia, które wychwytują fotony i są sterowane przez zewnętrzne źródła światła.
