진공관은
최초의 전자회로로서 1900년대부터 발전하기 시작하여 제 1 세대 컴퓨터의 필수적인 논리회로 소자가 되었다. 진공관은 진공 상태로된
유리관 안에 양극(+)인 아노드(anode)와 음극(-)인 캐소드(cathod)라고 하는 두 개의 금속판으로 된 전극이 들어
있는 전구와 같은 것이다.
캐소드 측의 필라멘트에 전기를 공급하면 필라멘트가 열을 발생하고, 이 열이 금속 캐소드의 전자를 진동시켜 자유전자를 만든다. 이 자유전자를 끌어 당길만한 전압이 아노드에 부가되면 진공속이기 때문에 전자가 아노드에 끌려가서 이 회로에는 전류가 흐르게 된다.
이와 같이 진공관은 아노드에 일정 이상의 전압이 걸리게 될 때만 전류가 항상 아노드에서 캐소드로 흐르게 해주는 스위치 역할을 한다. 이때 전류의 방향은 전자가 진행하는 반대방향으로 정의되며, 서로 끌리는 힘은 거리의 제곱에 반비례한다.
2극 진공관은 영국의 플레밍(J.A. Flemming, 1849~1945)이 라디오의 수신기용으로 만든 것이 최초이며, 3극 진공관은 1906년 미국의 포레스트가 발명한 것으로 2극 진공관의 캐소드와 아노드 사이에 철사망으로 된 그리드(grid)라는 제3의 전극을 집어넣은 것이다.
