Lugu tasuks alustada Edisonist. See uudishimulik teadusmees katsetas oma hõõglambiga, püüdes elektrivalgustuses uusi kõrgusi saavutada ja leiutas kogemata dioodlambi. Vaakumis lahkusid elektronid katoodilt ja kandusid ruumiga eraldatud teise elektroodi poole. Praeguse parandustöö kohta teati sel ajal vähe, kuid patenteeritud leiutis leidis lõpuks oma rakenduse. Just siis oli vaja voolu-pinge karakteristikut. Aga kõigepe alt asjad kõigepe alt.
Iga elektroonikaseadme – nii vaakum kui ka pooljuht – volti-ampri karakteristik aitab mõista, kuidas seade elektriahelasse lülitatuna käitub. Tegelikult on see väljundvoolu sõltuvus seadmele rakendatavast pingest. Edisoni leiutatud dioodi eelkäija on mõeldud negatiivsete pingeväärtuste katkestamiseks, kuigi rangelt võttes sõltub kõik seadme vooluringiga ühendamise suunast, kuid sellest lähem alt mõni teine kord, et lugejat mitte tüüdata. ebavajalikud üksikasjad.
Niisiis, ideaalse dioodi voolu-pinge tunnusjoon on matemaatilise parabooli positiivne haru, mida enamik tunneb koolitundidest. Sellise seadme kaudu saab vool voolata ainult ühes suunas. Loomulikult on ideaal tegelikust elust erinev ja praktikas on negatiivsete pingeväärtuste korral endiselt parasiitvool, mida nimetatakse pöördvooluks (leke). See on oluliselt väiksem kui kasulik vool, mida nimetatakse otseseks, kuid siiski ei tohiks unustada tegelike seadmete ebatäiuslikkust.
Vaakumtriood erineb oma nooremast kahe elektroodiga analoogist juhtvõre olemasolu poolest, mis blokeerib vaakumkolvi keskmise ristlõike. Spetsiaalse kattega katood, mis hõlbustab elektronide eraldamist selle pinn alt, toimis anoodi poolt vastu võetud elementaarosakeste allikana. Voolu reguleeriti võrgule rakendatud pingega. Vaakumtrioodlambi voolu-pinge karakteristikud on väga sarnased dioodlambi omaga, kuid ühe suure täpsustusega. Sõltuv alt aluse pingest muutub parabooli koefitsient ja saadakse sarnase kujuga joonte perekond.
Erinev alt dioodist töötavad trioodid katoodi ja anoodi vahelise positiivse pingega. Nõutav funktsionaalsus saavutatakse võrgu pingega manipuleerimisega. Ja lõpuks on vaja teha viimane täpsustus. Kuna katoodil on piiratud võime emiteerida elektrone, on igal karakteristikul küllastuspiirkond, kus pinge edasine tõus ei too enam kaasaväljundvool.
Vaatamata erinevale olemusele ja tööpõhimõtetele ei erine transistori voolu-pinge karakteristik liiga trioodist, ainult parabooli järsus on suhteliselt suur. Seetõttu viidi toruahelad küpse peegelduse korral sageli üle pooljuhtide baasile. Füüsikaliste suuruste järjekord on erinev, transistorid kasutavad võrreldamatult madalamaid toitepingeid. Lisaks saab pooljuhtseadmeid juhtida nii positiivse kui ka negatiivse pingega, mis annab projekteerijatele vooluahelate kujundamisel rohkem vabadust.
Valmislahenduste üleandmise taotluste täielikuks rahuldamiseks leiutati ka fotoelektrilise efektiga seadmed. Tõsi, kui lambid kasutasid selle välist varianti, siis täiustatud elementaarbaas toimib arusaadavatel põhjustel sisemise fotoelektrilise efekti alusel. Fotoefekti voolu-pinge karakteristik on erinev selle poolest, et väljundvoolu väärtus nihkub sõltuv alt valgustusest. Mida suurem on valgusvoo intensiivsus, seda suurem on väljundvool. Nii töötavad fototransistorid ja fotodioodid kasutavad pöördvoolu haru. See aitab luua seadmeid, mis püüavad fotoneid ja mida juhivad välised valgusallikad.
