1883年，著名发明家托马斯·爱迪生在一次实验中，观察到一种奇怪现象。当时，他正在进行灯丝（碳丝）的寿命测试。在灯丝旁边，他放置了一根铜丝，但铜丝并没有接在任何电极上。也就是说，铜丝没有通电。碳丝正常通电后，开始发光发热。过了一些时间，爱迪生断开电源。他无意中发现，铜丝上竟然也产生了电流。爱迪生没有办法解释出现这种现象的原因，但是，作为一个精明的“商人”，他想到的第一件事，就是给这个发现申请专利。
他还将其命名为“爱迪生效应”。
现在我们知道，爱迪生效应的本质，是热电子发射。也就是说，灯丝被加热后，表面的电子变得活跃，“逃”了出去，结果被金属铜丝捕获，从而产生了电流。爱迪生申请专利之后，并没有想到这个效应有什么用途，于是将其束之高阁。
1884年，爱迪生电光公司的技术顾问、英国物理学家约翰·安布罗斯·弗莱明访问美国，与爱迪生进行会面。爱迪生向弗莱明展示了自己发现的爱迪生效应，给弗莱明留下了深刻的印象。弗莱明观摩了爱迪生效应的演示后，也没有想到这个效应到底能用来干啥。事实上，等到他真正用到它，已经是十几年后。
1904年，世界上第一只真空电子二极管，在弗莱明的手下诞生了。当时，这个二极管也叫做“弗莱明阀”。
（真空管，vacuum tube，也就是电子管，有时候也叫“胆管”。）弗莱明的二极管，结构其实非常简单，就是真空玻璃灯泡里，塞了两个极：一个阴极（Cathode），加热后可以发射电子；一个阳极（Anode），接收电子。玻璃管里之所以要抽成真空，是为了防止发生气体电离，对正常的电子流动造成影响，破坏特性曲线。（抽成真空，还可以有效降低灯丝的氧化损耗。）
二极管的出现，解决了检波和整流需求。但是，它还有改进的空间。1906年，德福雷斯特在真空二极电子管里，巧妙地加了一个栅板（“栅极”），发明了真空三极电子管。栅板的主要作用，是控制电流。栅极上很小的电流变化，能引起阳极很大的电流变化，而且，变化波形与栅极电流完全一致。所以，三极管有信号放大的作用。
现在看来，真空三极管的发明，是电子工业领域的里程碑事件。这个小小的元件，集检波、放大和振荡三种功能于一体，为电子技术的发展奠定了基础。基于它，我们才有了性能越来越强大的广播电台、收音机、留声机、电影、电台、雷达、无线电对讲等。
上世纪40-50年代，电子管的发展达到了高潮。但是，随着技术的进步，人们发现，电子管已经无法满足产品设计的需求。一方面，电子管容易破损，故障率高，另一方面，电子管需要加热使用，很多能量都浪费在发热上，也带来了极高的功耗。所以，人们开始思考——是否有更好的方式，可以实现电路的检波、整流和信号放大呢？答案是肯定的，于是人们开启了晶体管的新纪元。