金屬之所以能導電，就是因為金屬的自由電子較多，便于電子的相互流動，因此電子材料必須由導電性佳的材質制成。電子還有個特性，帶負電的電子容易受到正電壓的吸引，所謂同性相斥、異性相吸。又從愛迪生效應中得知，當加熱金屬物質時，活躍于質子外圍的自由電子容易產生游離現象，溫度高導致電子活性增強，此時若空間中有一正電壓強力吸引，游離的電子就會在空間中流動。基于這幾個當時已被了解的知識，佛來明（J.A. Fleming）于1904年制造出第一支二極真空管， 德福雷斯特（De Forest Lee）將二極管加以改良，于1907年制造出第一支三極管，既然成功研發了三極管，真空管的應用開始實現，真空管的發展從此一日千里。三極管是最基本的真空管，二極管、三極管、五極管，從字面意義代表真空管內部基本“極”的數量。真空管擁有三個最基本的極，第一是“陰極”（Cathode，以K代表）：陰極當然是陰性的，它是釋放出電子流的地方，它可以是一塊金屬板或是燈絲本身，當燈絲加熱金屬板時，電子就會游離而出，散布在小小的真空玻璃瓶里。第二個極是“屏極”（Plate，以P代表），基本上它是真空管最外圍的金屬板，眼睛見到真空管最外層深灰色或黑色的金屬板，通常就是屏極。屏極連接正電壓，它負責吸引從陰極散發出來的電子（還記得嗎？利用異性相吸的原理），作為電子游離旅行的終點。第三個極為“柵極”（Grid，以G代表），從構造看來，它猶如一圈圈的細線圈，就如同柵欄一般，固定在陰極與屏極之間，電子流必須通過柵極而到屏極，在柵極之間通電壓，可以控制電子的流量，它的作用就如同一個水龍頭一般，具有流通與阻擋的功能。