1883年，美国发明家T.A.爱迪生发现电灯丝发射的电子将灯泡的一部分熏黑了，后来称之为爱迪生效应。1904年，英国人J.A.弗莱明受到爱迪生效应的启发，发明了二极管。1907年，美国人L.德福雷斯特发明了三极管，当时的真空技术还不成熟，三极管的制造水平也不高，但在反复改进的过程中，获得了三极管重要的放大作用，从而拉开了电子学进步的帷幕。三极管有3个电极，阳极、阴极和设置在两者之间的控制栅极，控制栅极可控制阴极所发射的电子流。1915年，英国人H.J.朗德在三极管的控制栅极与阳极之间又加了一个电极，称为帘栅极，其作用是解决三极管中流向阳极的电子流有一部分会流到控制栅极的问题。1927年，德国人在阳极与帘栅极之间又加了一个电极，发明了五极管。新加的电极称为抑制栅。加入这个电极的原因是：在四极管中电子流撞到阳极上时阳极会产生二次电子发射，抑制栅就是为抑制这种二次电子发射而设置的。1934年，美国人通过对电子管进行小型化改进，发明了适用于超短波的橡实管。管壳不用玻璃而采用金属的电子管发明于1937年，将它小型化于1939年。此后，随着电子技术的进步，电子管的性能不断提高，发展了更多的真空电子器件。