Le tube électronique à vide a été le premier composant actif utilisé avant l’introduction des semi-conducteurs en 1947-1948.  Son fonctionnement est basé sur le principe de l’émission thermoïonique :

La particularité des molécules d’un matériau conducteur est d’être composé d’atomes dont les électrons sur le niveau périphérique sont liés avec une faible énergie au noyau. Ce qui facilite leur libération lorsqu’une différence de potentiel (en volts) est appliquée. Cette libération constitue le courant en ampères ou milliampères.

De même lorsque l’on chauffe ce conducteur, les atomes entrent en oscillations et certains sont de ce fait libérés. Une lampe d’éclairage à incandescence libère ainsi des électrons qui restent prisonniers dans le tube. Si l’on introduisait dans le tube une terminaison métallique ( appelée alors électrode) portée à un potentiel positif par rapport au filament chauffé ces électrons se verraient attirés par cette nouvelle électrode et nous reproduirions alors une diode à chauffage direct analogue aux premières diodes utilisées.

Dans ce cas le filament est l’émetteur d’électrons : il est appelé cathode

La deuxième électrode polarisée positivement par rapport à la cathode et qui « appelle » les électrons est appelée anode (ou plaque):