19世紀末20世紀初，電子學逐漸成為一門新的技術學科。
提到電子技術領域中最重要的一項發明電子管，還要追溯到碳絲燈的發明。
1879年10月19日，美國著名發明家愛迪生成功地使第一盞由竹篾燒成的碳絲製成的白熾燈發光，長達45小時。他的這項發明後來獲得專利。第二年，英國發明家斯萬又取得了U型碳絲燈專利，從此電燈開始給人們帶來光明。
為了延長白熾燈的壽命，愛迪生繼續進行研究。他在燈泡的碳絲附近焊上一小塊金屬片，金屬片沒有與燈絲接觸，但如果在它們之間加上電壓，燈絲受熱後，會產生一股趨向附近的金屬片的電流。當時，愛迪生本人並沒有意識到這種現象有多少技術潛力，而轉入其他項目的研究。後人認識到愛迪生發現的是一種“熱電子發射現象”，有重要的實際應用價值，把它稱為“愛迪生效應”。
最早預見到愛迪生效應具有實用價值的，是英國物理學家、工程師弗萊明。
弗萊明於1870年大學畢業，1877年到劍橋大學工作，協助麥克斯韋進行電學實驗。19世紀80年代，弗萊明在愛迪生設在倫敦的事務所當顧問。90年代，他又與意大利發明家馬可尼一起工作。弗萊明與上述兩位發明大師共事的經曆，促使他把兩位大發明家的成果相結合，他的目標是為無線電報接收機尋求更理想的檢波器。
在研製新穎檢波器時，弗萊明發現，如果把產生愛迪生效應的燈泡的“板極”(金屬片)接電源正極，則在電場的作用下，燈絲發射出的電子就會流向板極，從而使燈絲和板極之間的電路導通。如果板極與電源負極相連，燈絲就不發射電子，這樣，燈絲與板極之間就沒有電流。根據這一發現，1904年弗萊明首先研製出了在無線電報接收機中用做檢波器的真空二極管，並獲得了專利。他一直生活到20世紀40年代，親眼目睹了他的發明結出的碩果。
1906年，美國發明家德·福雷斯特對二極管加以改進，首先研製出真空三極管。
在上大學時，德·福雷斯特就已對馬可尼發明的無線電報產生了興趣。1896年，他畢業於耶魯大學，隨後到西屋電氣公司等處工作，在業餘時間研究無線電通信。他於1902年辭職，創建了自己的公司，開始了發明家的生涯。從1902年到1904年，他在無線電通信方麵，總共取得了34項專利。
在接收無線電報信號時，德·福雷斯特為了提高二極管檢波的靈敏度，於1906年設法對二極管加以改進，辦法是在二極管中的燈絲與板極之間添上一根“Z”形導線，形成一個柵極，這就成了一個三極管。其中的柵極能對通過二極管的電流起控製作用。當柵極有微弱電流通過時，就會在板極檢測到較大的電流，而放大電流的波形，與柵極電流的波形一樣。