Ça vaudrait la peine de commencer l'histoire avec Edison. Cet homme de science curieux a expérimenté avec son ampoule à incandescence, essayant d'atteindre de nouveaux sommets dans l'éclairage électrique, et a accidentellement inventé une lampe à diode. Dans le vide, les électrons sortaient de la cathode et étaient emportés vers la seconde électrode, séparés par l'espace. On savait peu de choses sur la rectification actuelle à cette époque, mais l'invention brevetée a finalement trouvé son application. C'est alors que la caractéristique courant-tension était nécessaire. Mais tout d'abord.
Volt-ampère caractéristique de tout appareil électronique - vide, ainsi que semi-conducteur - aide à comprendre comment l'appareil se comportera lorsqu'il sera inclus dans un circuit électrique. En fait, il s'agit de la dépendance du courant de sortie à la tension appliquée à l'appareil. Le précurseur de diode inventé par Edison est conçu pour couper les valeurs de tension négatives, même si, à proprement parler, tout dépendra de la direction dans laquelle l'appareil est connecté au circuit, mais plus à ce sujet une autre fois, afin de ne pas ennuyer le lecteur avec détails inutiles.
Ainsi, la caractéristique courant-tension d'une diode idéale est une branche positive de la parabole mathématique, connue de la plupart des cours d'école. Le courant traversant un tel appareil ne peut circuler que dans une seule direction. Naturellement, l'idéal est différent de la réalité, et en pratique, avec des valeurs de tension négatives, il existe toujours un courant parasite appelé inverse (fuite). C'est nettement moins que le courant utile, dit direct, mais, néanmoins, il ne faut pas oublier l'imperfection des vrais appareils.
La triode à vide se distingue de son homologue plus jeune à deux électrodes par la présence d'une grille de contrôle qui bloque la section moyenne de la fiole à vide en travers. La cathode avec un revêtement spécial, qui facilite la séparation des électrons de sa surface, servait de source de particules élémentaires, qui étaient reçues par l'anode. Le débit était contrôlé par la tension appliquée au réseau. La caractéristique courant-tension d'une lampe à triode à vide est très similaire à celle d'une diode, mais avec une grande précision. En fonction de la tension à la base, le coefficient de parabole subit une modification et une famille de lignes de forme similaire est obtenue.
Contrairement à une diode, les triodes fonctionnent avec des tensions positives entre la cathode et l'anode. La fonctionnalité requise est obtenue en manipulant la tension du réseau. Et enfin, une dernière précision s'impose. Étant donné que la cathode a une capacité finie à émettre des électrons, chaque caractéristique a une région de saturation, où une nouvelle augmentation de tension ne conduit plus à une augmentation decourant de sortie.
Malgré la nature et les principes de fonctionnement différents, la caractéristique courant-tension du transistor n'est pas trop différente de la triode, seule la pente de la parabole est relativement grande. C'est pourquoi les circuits à tube, après mûre réflexion, ont souvent été transférés sur une base semi-conductrice. L'ordre des grandeurs physiques est différent, les transistors utilisent des tensions d'alimentation incomparablement plus faibles. De plus, les dispositifs à semi-conducteurs peuvent être pilotés à la fois par des tensions positives et négatives, ce qui donne aux concepteurs plus de liberté lors de la conception de circuits.
Pour satisfaire pleinement les demandes de transfert de solutions toutes faites, des dispositifs à effet photoélectrique ont également été inventés. Certes, si les lampes utilisaient leur variété externe, la base élémentaire améliorée, pour des raisons évidentes, fonctionne sur la base de l'effet photoélectrique interne. La caractéristique courant-tension de l'effet photoélectrique est différente en ce que la valeur du courant de sortie se décale en fonction de l'éclairement. Plus l'intensité du flux lumineux est élevée, plus le courant de sortie est important. C'est ainsi que fonctionnent les phototransistors et les photodiodes utilisent une branche de courant inverse. Cela permet de créer des appareils qui capturent les photons et sont contrôlés par des sources lumineuses externes.
