Vale la pena iniziare la storia con Edison. Questo curioso uomo di scienza ha sperimentato la sua lampadina a incandescenza, cercando di raggiungere nuove vette nell'illuminazione elettrica e ha inventato accidentalmente una lampada a diodi. Nel vuoto, gli elettroni hanno lasciato il catodo e sono stati portati via verso il secondo elettrodo, separato dallo spazio. All'epoca si sapeva poco dell'attuale rettifica, ma alla fine l'invenzione brevettata trovò la sua applicazione. Fu allora che era necessaria la caratteristica corrente-tensione. Ma prima le cose.
Volt-ampere caratteristico di qualsiasi dispositivo elettronico - vuoto e semiconduttore - aiuta a capire come si comporterà il dispositivo quando incluso in un circuito elettrico. In effetti, questa è la dipendenza della corrente di uscita dalla tensione applicata al dispositivo. Il precursore del diodo inventato da Edison è progettato per tagliare i valori di tensione negativi, anche se, a rigor di termini, tutto dipenderà dalla direzione in cui il dispositivo è collegato al circuito, ma più che altro un' altra volta, per non annoiare il lettore con dettagli non necessari.
Quindi, la caratteristica corrente-tensione di un diodo ideale è un ramo positivo della parabola matematica, noto ai più dalle lezioni scolastiche. La corrente attraverso un tale dispositivo può fluire solo in una direzione. Naturalmente, l'ideale è diverso dalla vita reale, e in pratica, con valori di tensione negativi, c'è ancora una corrente parassita chiamata reverse (perdita). È significativamente inferiore alla corrente utile, detta diretta, ma, tuttavia, non bisogna dimenticare l'imperfezione dei dispositivi reali.
Il triodo da vuoto differisce dalla sua controparte più giovane con due elettrodi per la presenza di una griglia di controllo che blocca la sezione trasversale media del pallone da vuoto. Il catodo con un rivestimento speciale, che facilita la separazione degli elettroni dalla sua superficie, fungeva da fonte di particelle elementari, che venivano ricevute dall'anodo. Il flusso era controllato dalla tensione applicata alla rete. La caratteristica corrente-tensione di una lampada a triodo sottovuoto è molto simile a quella a diodo, ma con una grande precisazione. A seconda della tensione alla base, il coefficiente di parabola subisce una variazione e si ottiene una famiglia di linee di forma simile.
A differenza di un diodo, i triodi funzionano con tensioni positive tra catodo e anodo. La funzionalità richiesta si ottiene manipolando la tensione di rete. Infine, occorre fare un'ultima precisazione. Poiché il catodo ha una capacità finita di emettere elettroni, ogni caratteristica ha una regione di saturazione, dove un ulteriore aumento di tensione non porta più ad un aumento dicorrente di uscita.
Nonostante la diversa natura e principi di funzionamento, la caratteristica corrente-tensione del transistor non è troppo diversa dal triodo, solo la pendenza della parabola è relativamente grande. Ecco perché i circuiti a tubi, dopo una riflessione matura, sono stati spesso trasferiti su una base a semiconduttore. L'ordine delle grandezze fisiche è diverso, i transistor utilizzano tensioni di alimentazione incomparabilmente inferiori. Inoltre, i dispositivi a semiconduttore possono essere pilotati da tensioni sia positive che negative, offrendo ai progettisti maggiore libertà durante la progettazione dei circuiti.
Per soddisfare pienamente le richieste di trasferimento di soluzioni già pronte, sono stati inventati anche dispositivi con effetto fotoelettrico. È vero, se le lampade utilizzavano la sua varietà esterna, la base elementare migliorata, per ovvi motivi, funziona sulla base dell'effetto fotoelettrico interno. La caratteristica corrente-tensione dell'effetto fotoelettrico è diversa in quanto il valore della corrente di uscita cambia, a seconda dell'illuminazione. Maggiore è l'intensità del flusso luminoso, maggiore è la corrente di uscita. Ecco come funzionano i fototransistor e i fotodiodi utilizzano un ramo di corrente inversa. Questo aiuta a creare dispositivi che catturano fotoni e sono controllati da sorgenti luminose esterne.
