निर्वात नलिका

एक निर्वात नलिका, इलेक्ट्रॉन नलिका,  वाल्व (ब्रिटिश उपयोग), या नलिका (उत्तरी अमेरिका), एक ऐसा उपकरण है जो विद्युदग्र के बीच एक उच्च निर्वात में विद्युत प्रवाह को नियंत्रित करता है जिसमें एक विद्युत संभावित अंतर लागू किया जाता है।

एक उष्मीय नलिका या उष्मीय वाल्व के रूप में जाने जाना वाला प्रकार मौलिक विद्युत कार्यों जैसे संकेत प्रवर्धन और धारा सुधार के लिए एक गर्म कैथोड से इलेक्ट्रॉनों के उष्मीय उत्सर्जन का उपयोग करता है। गैर-प्रकाश विद्युत प्रभाव के माध्यम से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन को प्राप्त करते हैं, और प्रकाश तीव्रता का पता लगाने के रूप में इस तरह के उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है, उदहारण के लिए गैर-उष्मीय प्रकार जैसे कि निर्वात फोटोनलिका। दोनों प्रकार में, नलिका में विद्युत क्षेत्र द्वारा इलेक्ट्रॉनों को कैथोड से एनोड तक त्वरित किया जाता है।

जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग द्वारा 1904 में आविष्कार की गई सबसे सरल निर्वात नलिका, डायोड (यानी फ्लेमिंग वाल्व) में केवल एक गर्म इलेक्ट्रॉन-उत्सर्जक कैथोड और एक एनोड होता है। इलेक्ट्रॉन को केवल उपकरण के माध्यम से एक दिशा में प्रवाहित कर सकते हैं - कैथोड से एनोड तक l नलिका के भीतर एक या एक से अधिक नियंत्रण जाल जोड़ने से कैथोड और एनोड के बीच धारा को जाल पर वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।

ये उपकरण बीसवीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के लिए विद्युत परिपथ का एक प्रमुख घटक बन गए थे। वे रेडियो, टेलीविजन, रडार, ध्वनि रिकॉर्डिंग और प्रजनन, लंबी दूरी के टेलीफोन नेटवर्क और अनुरूप और शुरुआती डिजिटल कंप्यूटरों के विकास के लिए महत्वपूर्ण थे। यद्यपि कुछ अनुप्रयोगों ने पहले प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया था जैसे कि कंप्यूटिंग के लिए रेडियो या यांत्रिक कंप्यूटर के लिए स्पार्क अंतर हस्तांतरण, यह उष्मीय निर्वात नलिका का आविष्कार था जिसने इन तकनीकों को व्यापक और व्यावहारिक बना दिया, और विद्युत के अनुशासन का निर्माण किया।

1940 के दशक में, अर्धचालक उपकरणों के आविष्कार ने ठोस-अवस्था उपकरणों का उत्पादन करना संभव बना दिया, जो कि उष्मीय नलिकाओं की तुलना में छोटे, अधिक कुशल, विश्वसनीय, टिकाऊ, सुरक्षित और अधिक किफायती थे। 1960 के दशक के मध्य में, उष्मीय नलिकाओं को ट्रांजिस्टर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा था। हालांकि, कैथोड किरण नलिका {CRT(सीआरटी)} 21 वीं सदी की शुरुआत तक टेलीविजन मॉनिटर और ऑसिलोस्कोप के लिए आधार बना रहा।

उष्मीय नलिकाओं का उपयोग अभी भी कुछ अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि माइक्रो तरंग, ओवन में उपयोग किए जाने वाले चुंबाणु तापायनिक नली तथा कुछ उच्च आवृत्ति वाले प्रवर्धकों, विद्युत संगीत वाद्ययंत्र के लिए प्रवर्धकों जैसे कि गिटार, साथ ही साथ उच्च अंत ऑडियो एम्पलीफायरों, जो कई ऑडियो उत्साही अपने ताप नलिका के लिए ध्वनि पसंद करते हैं।

सभी विद्युत परिपथ वाल्व/इलेक्ट्रॉन नलिका निर्वात नलिका नहीं होते हैं। गैस से भरे नलिका समान उपकरण होते हैं, लेकिन आमतौर पर कम दबाव पर एक गैस होती है, जो आमतौर पर बिना उष्मक के गैसों में विद्युत निर्वहन से संबंधित घटनाओं का फायदा उठाती है।

वर्गीकरण
उष्मीय निर्वात नलिकाओं का एक वर्गीकरण सक्रिय विद्युदग्र की संख्या से होता है। दो सक्रिय तत्वों वाला एक उपकरण एक डायोड है, जिसे आमतौर पर सुधार के लिए उपयोग किया जाता है। तीन तत्वों वाले उपकरण प्रवर्धन और स्विचन के लिए उपयोग किए जाने वाले ट्रायोड हैं। अतिरिक्त विद्युदग्र टेट्रोड, पेंटोडस, और इसके आगे का निर्माण करते हैं, जिनमें अतिरिक्त नियंत्रणीय विद्युदग्र द्वारा संभव किए गए कई अतिरिक्त कार्य संभव होते हैं।

अन्य वर्गीकरण हैं ,


 * आवृत्ति रेंज (ऑडियो, रेडियो, वीएचएफ, यूएचएफ, माइक्रोवेव) द्वारा
 * पावर रेटिंग (छोटे-सिग्नल, ऑडियो शक्ति, हाई-पावर रेडियो संचारण ) द्वारा
 * कैथोड/तंतु प्रकार (अप्रत्यक्ष रूप से गर्म, सीधे गर्म) और वार्म-अप समय ("उज्ज्वल-एमिटर" या "सुस्त-एमिटर" सहित) द्वारा
 * विशेषता घटता डिजाइन द्वारा (जैसे, तेज- बनाम रिमोट-कट-ऑफ (विद्युत्स) #valves | कुछ पेंटोड में कटऑफ)
 * आवेदन द्वारा (नलिका प्राप्त करना, नलिकाओं को प्रसारित करना, प्रवर्धित या स्विचिंग, सुधार, मिश्रण करना)
 * विशेष पैरामीटर (लंबा जीवन, बहुत कम माइक्रोफोनिक संवेदनशीलता और कम-शोर ऑडियो प्रवर्धन, बीहड़ या सैन्य संस्करण)
 * विशेष कार्य (प्रकाश या विकिरण संसूचक, वीडियो इमेजिंग नलिका)
 * जानकारी प्रदर्शित करने के लिए उपयोग की जाने वाली नलिका (मैजिक आई नलिका, निर्वात फ्लोरोसेंट डिस्प्ले, सीआरटी)

नलिकाओं के अलग -अलग कार्य होते हैं, जैसे कि कैथोड रे नलिका जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी जैसे अधिक विशिष्ट कार्यों के अलावा प्रदर्शन उद्देश्यों (जैसे टेलीविजन चित्र नलिका) के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक बीम बनाते हैं। एक्स-रे नलिका भी निर्वात नलिका हैं। फोटोनलिका और फोटोमल्टीप्लायर एक निर्वात के माध्यम से इलेक्ट्रॉन प्रवाह पर भरोसा करते हैं, हालांकि उन मामलों में कैथोड से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन उष्मीय उत्सर्जन के बजाय फोटॉन से ऊर्जा पर निर्भर करता है। चूंकि इस प्रकार के निर्वात नलिकाओं में विद्युत प्रवर्धन और सुधार के अलावा अन्य कार्य होते हैं, इसलिए उन्हें कहीं और वर्णित किया जाता हैं।

विवरण
एक निर्वात नलिका में एक एयरटाइट लिफाफे के अंदर एक निर्वात में दो या दो से अधिक विद्युदग्र होते हैं। अधिकांश नलिकाओं में कांच के लिफाफे होते हैं, जो कोवर सील करने योग्य बोरोसिलिकेट ग्लास के आधार पर कांच-से-धातु सील के साथ होते हैं, हालांकि सिरेमिक और धातु के लिफाफे (इन्सुलेटिंग बेस के ऊपर) का उपयोग किया गया है। विद्युदग्र लीड से जुड़े होते हैं जो एक एयरटाइट सील के माध्यम से लिफाफे से गुजरते हैं। तंतु या हीटर जलने या अन्य विफलता मोड के कारण, अधिकांश निर्वात नलिकाओं में एक सीमित जीवनकाल होता है, इसलिए उन्हें बदली इकाइयों के रूप में बनाया जाता है ,विद्युदग्र नलिका के आधार पर पिन से जुड़ता करता है जो एक नलिका सॉकेट में प्लग करता है। नलिका विद्युत उपकरणों में विफलता का एक लगातार कारण थे, और उपभोक्ताओं से अपेक्षा की जाती थी कि वे स्वयं नलिकाओं को बदलने में सक्षम हों। बेस टर्मिनलों के अलावा, कुछ नलिकाओं में एक शीर्ष टोपी पर एक विद्युदग्र समाप्त होता था। ऐसा करने का मुख्य कारण नलिका बेस के माध्यम से रिसाव प्रतिरोध से बचने के लिए था, विशेष रूप से उच्च प्रतिबाधा ग्रिड इनपुट के लिए।  बेस आमतौर पर फेनोलिक इन्सुलेशन के साथ बनाए जाते थे जो आर्द्र परिस्थितियों में एक इन्सुलेटर के रूप में खराब प्रदर्शन करते हैं। शीर्ष कैप का उपयोग करने के अन्य कारणों में ग्रिड-टू-एनोड कैपेसिटेंस को कम करके स्थिरता में सुधार करना शामिल है, उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन में सुधार,  एक बहुत ही उच्च प्लेट वोल्टेज को कम वोल्टेज से दूर रखना, और आधार द्वारा अनुमत एक से अधिक विद्युदग्र को समायोजित करना। यहां तक ​​कि एक सामयिक डिजाइन भी था जिसमें दो शीर्ष कैप कनेक्शन थे।

सबसे पहले निर्वात नलिका गरमागरम प्रकाश बल्बों से विकसित हुए, जिसमें एक खाली ग्लास लिफाफे में सील किया गया तंतु होता है। एक खाली कांच के लिफाफे में सील किया गया। गर्म होने पर, तंतु इलेक्ट्रॉनों को निर्वात में छोड़ता है, यह एक प्रक्रिया जिसे उष्मीय उत्सर्जन कहा जाता है, जिसे मूल रूप से एडिसन प्रभाव के रूप में जाना जाता है। जिसे मूल रूप से एडिसन प्रभाव के रूप में जाना जाता है। एक दूसरा इलेक्ट्रोड, एनोड या प्लेट, उन इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करेगा यदि यह अधिक सकारात्मक वोल्टेज पर है। परिणाम तंतु से प्लेट तक इलेक्ट्रॉनों का शुद्ध प्रवाह है। हालांकि, इलेक्ट्रॉन विपरीत दिशा में प्रवाहित नहीं हो सकते क्योंकि प्लेट गर्म नहीं होती है और इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन नहीं करती है। तंतु (कैथोड) में एक दोहरी कार्य होता है, यह गर्म होने पर इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है और, प्लेट के साथ मिलकर, यह उनके बीच संभावित अंतर के कारण एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। केवल दो विद्युदग्र के साथ इस तरह की नलिका को एक डायोड कहा जाता है, और इसका उपयोग सुधार के लिए किया जाता है। चूँकि करंट केवल एक ही दिशा में गुजर सकता है, ऐसा डायोड (या रेक्टिफायर) प्रत्यावर्ती धारा एसी(AC) को स्पंदित DC (डीसी) में बदल देगा। इसलिए डायोड का उपयोग डीसी (DC) बिजली की आपूर्ति में किया जा सकता है, आयाम संशोधित (एएम) रेडियो संकेतों के एक डिमोडुलेटर के रूप में और इसी तरह के कार्यों के लिए।

शुरुआती नलिकाओं ने कैथोड के रूप में तंतु का उपयोग किया तथा इसे सीधे गर्म नलिका कहा जाता है। अधिकांश आधुनिक नलिकाओं को एक धातु नलिका के अंदर "हीटर" तत्व द्वारा "अप्रत्यक्ष रूप से गर्म" किया जाता है जो कि कैथोड है। हीटर को आसपास के कैथोड से विद्युत रूप से पृथक किया जाता है और केवल इलेक्ट्रॉनों के ऊष्मीय उत्सर्जन के लिए कैथोड को पर्याप्त रूप से गर्म करने का कार्य करता है। विद्युत अलगाव विभिन्न नलिकाओं में कैथोड को विभिन्न वोल्टेज पर संचालित करने की अनुमति देते हुए सभी नलिकाओं के हीटरों को एक सामान्य परिपथ (जो बिना कूबड़ के एसी हो सकता है) से आपूर्ति करने की अनुमति देता है। एच जे राउंड( H. J. Round) ने 1913 के आसपास अप्रत्यक्ष रूप से गर्म नलिका का आविष्कार किया।

माइक्रोवाट स्तर पर संकेतों को प्रवर्धित करते हुए भी, फिलामेंट्स को निरंतर और अक्सर काफी शक्ति की आवश्यकता होती है। जब कैथोड से इलेक्ट्रॉन एनोड (प्लेट) में पटकते हैं और इसे गर्म करते हैं तो शक्ति भी समाप्त हो जाती है तथा रैखिकता और कम विरूपण सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक मौन धारा के कारण यह एक निष्क्रिय एम्पलीफायर में भी हो सकता है। एक पावर एम्पलीफायर में, यह ताप काफी हो सकता है और अगर इसकी सुरक्षित सीमा से परे संचालित हो तो नलिका को नष्ट कर सकता है। चूंकि नलिका में एक निर्वात होता है, इसलिए अधिकांश छोटे और मध्यम पावर नलिकाओं में एनोड को कांच के लिफाफे के माध्यम से विकिरण द्वारा ठंडा किया जाता है। कुछ विशेष उच्च शक्ति अनुप्रयोगों में, एनोड एक बाहरी गर्मी सिंक में गर्मी का संचालन करने के लिए निर्वात लिफाफे का हिस्सा बनाता है, जिसे आमतौर पर एक ब्लोअर, या पानी-जैकेट द्वारा ठंडा किया जाता है।

क्लाइस्ट्रॉन(Klystrons और मैग्नेट्रोन(magnetrons) अक्सर अपने एनोड्स (क्लिस्ट्रॉन में संग्राहक कहलाते हैं) को उच्च वोल्टेज इन्सुलेशन के बिना, विशेष रूप से पानी के साथ ठंडा करने की सुविधा के लिए जमीनी क्षमता पर संचालित करते हैं। ये नलिका इसके बजाय तंतु और कैथोड पर उच्च नकारात्मक वोल्टेज के साथ काम करते हैं।

डायोड को छोड़कर, अतिरिक्त विद्युदग्र कैथोड और प्लेट (एनोड) के बीच स्थित होते हैं। इन विद्युदग्र को ग्रिड के रूप में संदर्भित किया जाता है क्योंकि वे ठोस विद्युदग्र नहीं होते हैं, लेकिन विरल तत्व होते हैं जिनके माध्यम से इलेक्ट्रॉन प्लेट में अपने रास्ते पर जा सकते हैं। निर्वात नलिका को तब ग्रिड की संख्या के आधार पर ट्रायोड, टेट्रोड, पेंटोड, आदि के रूप में जाना जाता है। एक ट्रायोड में तीन विद्युदग्र होते हैं, एनोड, कैथोड, और इसी तरह का एक ग्रिड, । पहला ग्रिड, जिसे नियंत्रण ग्रिड के रूप में जाना जाता है, (और कभी-कभी अन्य ग्रिड) डायोड को वोल्टेज-नियंत्रित उपकरण में बदल देता है ,नियंत्रण ग्रिड पर लागू वोल्टेज कैथोड और प्लेट के बीच धारा को प्रभावित करता है। जब कैथोड के संबंध में नकारात्मक आयोजित किया जाता है, तो नियंत्रण ग्रिड एक विद्युत क्षेत्र बनाता है जो कैथोड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों को पीछे हटाता है, इस प्रकार कैथोड और एनोड के बीच धारा को कम करता या रोकता है। जब तक नियंत्रण ग्रिड कैथोड के सापेक्ष नकारात्मक है, अनिवार्य रूप से इसमें कोई धारा नहीं बहती है, फिर भी नियंत्रण ग्रिड पर कई वोल्ट का परिवर्तन प्लेट करंट में एक बड़ा अंतर लाने के लिए पर्याप्त है, संभवतः आउटपुट को सैकड़ों वोल्ट से बदल देता है (परिपथ के आधार पर)। सॉलिड-स्टेट उपकरण जो सबसे अधिक पेंटोड नलिका की तरह संचालित होता है, वह जंक्शन फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर जेऍफ़ईटी(JFET) है, हालांकि निर्वात नलिका आमतौर पर अधिकांश अनुप्रयोगों में अधिकांश अर्धचालकों के विपरीत, सौ वोल्ट से अधिक पर काम करते हैं।

इतिहास और विकास
उन्नीसवीं शताब्दी में गीस्लर और क्रुक्स नलिका जैसे खाली नलिकाओं के साथ अनुसंधान में वृद्धि देखी गई। इस तरह की नलिकाओं के साथ प्रयोग करने वाले कई वैज्ञानिकों और आविष्कारकों में थॉमस एडिसन, यूजेन गोल्डस्टीन, निकोला टेस्ला और जोहान विल्हेम हिटॉर्फ शामिल हैं।प्रारंभिक प्रकाश बल्बों के अपवाद के साथ, इस तरह की नलिकाओं का उपयोग केवल वैज्ञानिक अनुसंधान में या नवीनतम के रूप में किया गया था।हालांकि, इन वैज्ञानिकों और आविष्कारकों द्वारा रखी गई नींव, बाद की निर्वात नलिका प्रौद्योगिकी के विकास के लिए महत्वपूर्ण थी।

यद्यपि ऊष्मीय उत्सर्जन मूल रूप से 1873 में फ्रेडरिक गुथरी द्वारा सूचित किया गया था, यह थॉमस एडिसन की 1883 में घटना की स्पष्ट रूप से स्वतंत्र खोज थी जो प्रसिद्ध हो गई। हालांकि एडिसन को तंतु और एनोड के बीच धारा प्रवाह की यूनिडायरेक्शनल प्रॉपर्टी के बारे में पता था, लेकिन उनकी रुचि (और पेटेंट) तंतु (और इस प्रकार तंतु तापमान) के माध्यम से धारा के लिए एनोड करंट की संवेदनशीलता पर केंद्रित थी। यह वर्षों बाद था कि जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग ने एडिसन प्रभाव की सुधारात्मक संपत्ति को चुंबकीय संसूचक पर सुधार के रूप में रेडियो संकेतों का पता लगाने के लिए लागू किया।

निर्वात नलिका द्वारा प्रवर्धन केवल ली डे फॉरेस्ट के तीन-टर्मिनल ऑडियन नलिका के 1907 के आविष्कार के साथ व्यावहारिक हो गया, जो कि ट्रायोड बनने के लिए एक कच्चा रूप था। अनिवार्य रूप से पहला विद्युत एम्पलीफायर होने के नाते, इस तरह की नलिका लंबी दूरी के टेलीफोनी (जैसे कि अमेरिका में पहली तट-से-तट टेलीफोन लाइन) और सार्वजनिक पते प्रणालियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी, और रेडियो ट्रांसमीटर और रिसीवर में उपयोग के लिए एक बेहतर और बहुमुखी तकनीक पेश की। 20वीं सदी की विद्युत क्रांति की शुरुआत यकीनन ट्रायोड निर्वात नलिका के आविष्कार से हुई।

डायोड्स
19 वीं शताब्दी के अंत में, रेडियो या वायरलेस तकनीक विकास के शुरुआती चरण में थी और मार्कोनी कंपनी रेडियो संचार प्रणालियों के विकास और निर्माण में लगी हुई थी। गुग्लिल्मो मार्कोनी ने 1899 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग को वैज्ञानिक सलाहकार के रूप में नियुक्त किया था। फ्लेमिंग एडिसन टेलीफोन (1879) के वैज्ञानिक सलाहकार के रूप में कार्यरत थे ,एडिसन विद्युत लाइट (1882) में वैज्ञानिक सलाहकार के रूप में, और एडिसन-स्वान के तकनीकी सलाहकार भी थे। मार्कोनी की जरूरतों में से एक संसूचक के सुधार के लिए थी। मार्कोनी ने एक चुंबकीय संसूचक  विकसित किया था, जो कि सहकर्मी की तुलना में रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेप के प्राकृतिक स्रोतों के लिए कम प्रतिक्रियाशील था, लेकिन चुंबकीय संसूचक  ने केवल एक टेलीफोन रिसीवर को एक ऑडियो आवृत्ति संकेत प्रदान किया। एक विश्वसनीय संसूचक  की आवश्यकता थी जो मुद्रण यंत्र को चला सके। एडिसन प्रभाव बल्बों पर किए गए प्रयोगों के परिणामस्वरूप, फ्लेमिंग ने एक निर्वात नलिका विकसित की जिसे उन्होंने दोलन वाल्व कहा क्योंकि यह केवल एक दिशा में प्रवाहित होती है। कैथोड एक कार्बन लैंप तंतु था, जिसे इसके माध्यम से प्रवाहित करके गर्म किया जाता था, जिससे इलेक्ट्रॉनों का ऊष्मीय उत्सर्जन होता था। कैथोड से उत्सर्जित होने वाले इलेक्ट्रॉन प्लेट (एनोड) की ओर आकर्षित होते थे, जब प्लेट कैथोड के संबंध में एक सकारात्मक वोल्टेज पर थी। इलेक्ट्रॉन विपरीत दिशा में नहीं जा सकते थे क्योंकि प्लेट गर्म नहीं थी और इलेक्ट्रॉनों के ऊष्मीय उत्सर्जन में सक्षम नहीं थी। फ्लेमिंग ने इन नलिकाओं के लिए एक पेटेंट दायर किया, जिसे नवंबर 1904 में यूके में मार्कोनी कंपनी को सौंपा गया था और यह पेटेंट सितंबर 1905 में जारी किया गया था। बाद में फ्लेमिंग वाल्व के रूप में जाना जाता है, रेडियो रिसीवर परिपथ के संसूचक  घटक के रूप में रेडियो आवृत्ति धारा को ठीक करने के उद्देश्य से दोलन वाल्व विकसित किया गया था।

क्रिस्टल संसूचक ों की विद्युत संवेदनशीलता पर कोई फायदा नहीं होने के दौरान, फ्लेमिंग वाल्व ने क्रिस्टल संसूचक के समायोजन की कठिनाई और कंपन या बंपिंग द्वारा समायोजन से विस्थापित होने के लिए क्रिस्टल संसूचक की संवेदनशीलता पर विशेष रूप से शिपबोर्ड उपयोग में लाभ की पेशकश की।

बिजली की आपूर्ति परिपथ में रेक्टिफायर एप्लिकेशन के लिए डिज़ाइन किए गए पहले निर्वात नलिका डायोड को अप्रैल 1915 में जनरल विद्युत के शाऊल दुशमैन (Saul Dushman) द्वारा पेश किया गया था।

ट्रायोड्स
19वीं सदी में, टेलीग्राफ और टेलीफोन इंजीनियरों ने उस दूरी को बढ़ाने की आवश्यकता को पहचाना था जिससे संकेतों को प्रेषित किया जा सकता था, प्रवर्धन नहीं। 1906 में, रॉबर्ट वॉन लिबेन ने कैथोड-रे नलिका के लिए एक पेटेंट के लिए दायर किया, जो एक बाहरी चुंबकीय विक्षेपण कॉइल का उपयोग करता था और टेलीफोनी उपकरण में एक एम्पलीफायर के रूप में उपयोग के लिए अभिप्रेत था। विक्षेपण कुंडल द्वारा उपयोग की जाने वाली शक्ति के कारण यह वॉन लिबेन चुंबकीय विक्षेपण नलिका एक सफल प्रवर्धक नहीं थी। वॉन लिबेन बाद में निर्वात नलिकाओं को ट्रायोड करने के लिए शोधन करेंगे।

1907 में अपने मूल (डायोड) ऑडियोन को बेहतर बनाने के लिए प्रयोग करते हुए ट्रायोड नलिका का आविष्कार करने का श्रेय ली डे फॉरेस्ट को दिया जाता है। तंतु (कैथोड) और प्लेट (एनोड) के बीच एक अतिरिक्त विद्युदग्र रखकर, उन्होंने संकेतों को बढ़ाने के लिए परिणामी उपकरण की क्षमता की खोज की। चूंकि नियंत्रण ग्रिड (या बस "ग्रिड") पर लागू वोल्टेज कैथोड के वोल्टेज से कुछ अधिक नकारात्मक वोल्टेज तक कम हो गया था इसलिए तंतु से प्लेट तक धारा की मात्रा कम हो जाएगी। कैथोड के आसपास ग्रिड द्वारा निर्मित नकारात्मक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों के मार्ग को बाधित करेगा और प्लेट में धारा को कम करेगा। कैथोड की तुलना में कम ग्रिड के वोल्टेज के साथ, कैथोड से ग्रिड तक कोई प्रत्यक्ष धारा नहीं जा सकती थी।

इस प्रकार ग्रिड पर लागू वोल्टेज में बदलाव, जिसके लिए ग्रिड में बहुत कम बिजली इनपुट की आवश्यकता होती है, प्लेट धारा में बदलाव कर सकता है और प्लेट में बहुत बड़ा वोल्टेज परिवर्तन हो सकता है जोकि परिणाम वोल्टेज और बिजली प्रवर्धन था। 1908 में, डे फॉरेस्ट को रेडियो संचार में विद्युत एम्पलीफायर के रूप में उपयोग के लिए अपने मूल ऑडियन के ऐसे तीन-विद्युदग्र संस्करण के लिए एक पेटेंट प्रदान किया गया था। तब से यह अंततः ट्रायोड के रूप में जाना जाने लगा।

डी फॉरेस्ट का मूल उपकरण पारंपरिक निर्वात तकनीक के साथ बनाया गया था।निर्वात एक कठिन निर्वात नहीं था, बल्कि बहुत कम मात्रा में अवशिष्ट गैस छोड़ता था।उपकरण के संचालन के पीछे भौतिकी भी तय नहीं की गई थी। प्लेट वोल्टेज उच्च (लगभग 60 वोल्ट से ऊपर) होने पर अवशिष्ट गैस एक नीली चमक (दृश्यमान आयनीकरण) का कारण बनेगी। 1912 में, डे फॉरेस्ट और जॉन स्टोन स्टोन दोनों मिलकर ऑडियन को एटी एंड टी के इंजीनियरिंग विभाग में प्रदर्शन के लिए लाए। एटी एंड टी के डॉ. हेरोल्ड डी. अर्नोल्ड ने माना कि नीली चमक आयनित गैस के कारण होती है। अर्नोल्ड ने सिफारिश की कि एटी एंड टी पेटेंट खरीदें, और एटी एंड टी ने उनकी सिफारिश का पालन किया।अर्नोल्ड ने उच्च-निर्वात नलिका विकसित किए, जिन्हें 1913 की गर्मियों में एटी एंड टी की लंबी दूरी के नेटवर्क पर परीक्षण किया गया था। उच्च-निर्वात नलिका नीली चमक के बिना उच्च प्लेट वोल्टेज पर काम कर सकते हैं।

फ़िनिश आविष्कारक एरिक टाइगरस्टेड ने 1914 में बर्लिन, जर्मनी में अपनी ध्वनि-पर-फ़िल्म प्रक्रिया पर काम करते हुए मूल ट्रायोड डिज़ाइन में काफी सुधार किया। टाइगरस्टेड का नवाचार केंद्र में कैथोड के साथ विद्युदग्र संकेंद्रित सिलेंडर बनाना था, इस प्रकार एनोड पर उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों के संग्रह में काफी वृद्धि हुई।

जनरल विद्युत रिसर्च लेबोरेटरी (स्केनेक्टैडी, न्यूयॉर्क) में इरविंग लैंगमुइर ने वोल्फगैंग गेडे के हाई-निर्वात डिफ्यूजन पंप में सुधार किया था और इसका इस्तेमाल निर्वात में उष्मीय उत्सर्जन और चालन के सवाल को निपटाने के लिए किया था। नतीजतन, जनरल विद्युत ने 1915 में हार्ड निर्वात ट्रायोड (जिन्हें प्लियोट्रॉन ब्रांडेड किया गया था) का उत्पादन शुरू किया। लैंगमुइर ने हार्ड निर्वात ट्रायोड का पेटेंट कराया, लेकिन डी फॉरेस्ट और एटी एंड टी ने सफलतापूर्वक प्राथमिकता पर जोर दिया और पेटेंट को अमान्य कर दिया।

प्लियोट्रॉन का फ्रांसीसी प्रकार 'टीएम' (TM) और बाद में अंग्रेजी प्रकार 'आर'(R) द्वारा बारीकी से पालन किया गया था जो कि 1916 तक संबद्ध सेना द्वारा व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। ऐतिहासिक रूप से, उत्पादन निर्वात नलिकाओं में निर्वात स्तर आमतौर पर 10 µPa से लेकर 10 nPa तक (8×10-8 Torr नीचे से 8×10-11 Torr तक) होता था।

ट्रायोड और इसके डेरिवेटिव (टेट्रोड्स और पेंटोड्स) ट्रांसकॉन्डक्टेंस उपकरण हैं, जिसमें ग्रिड पर लागू नियंत्रित सिग्नल एक वोल्टेज है, और एनोड पर दिखाई देने वाला परिणामी प्रवर्धित सिग्नल एक धारा है। इसकी तुलना बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर के व्यवहार से करें, जिसमें कंट्रोलिंग सिग्नल धारा होती है और आउटपुट भी धारा होती है।

निर्वात नलिकाओं के लिए, ट्रांसकंडक्टेंस या आपसी चालन (जीएम) को प्लेट (एनोड) / कैथोड करंट में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो कि कैथोड वोल्टेज के लिए एक स्थिर प्लेट (एनोड) के साथ कैथोड वोल्टेज में ग्रिड में संबंधित परिवर्तन से विभाजित होता है। एक छोटे सिग्नल वाली निर्वात नलिका के लिए जीएम्(gm) के विशिष्ट मान 1 से 10 मिलीसीमेन्स होते हैं। यह निर्वात नलिका के तीन 'स्थिरांक' में से एक है, अन्य दो इसका लाभ μ और प्लेट प्रतिरोध $R_{p}$ या $R_{a}$ है । वैन डेर बिजल (BijL) समीकरण उनके संबंध को इस प्रकार परिभाषित करता है

$$g_m = {\mu \over R_p}$$

ट्रायोड की गैर-रैखिक परिचालन विशेषता ने शुरुआती नलिका ऑडियो प्रवर्धकों को कम मात्रा में हार्मोनिक विरूपण का प्रदर्शन करने के लिए प्रेरित किया। प्लॉटिंग प्लेट करंट एप्लाइड ग्रिड वोल्टेज के एक फ़ंक्शन के रूप में, यह देखा गया कि ग्रिड वोल्टेज की एक श्रृंखला थी जिसके लिए ट्रांसफर विशेषताएं लगभग रैखिक थीं।

इस सीमा का उपयोग करने के लिए, रैखिक क्षेत्र में डीसी (DC) ऑपरेटिंग बिंदु को स्थिति में करने के लिए एक नकारात्मक पूर्वाग्रह वोल्टेज को ग्रिड पर लागू किया जाना था। इसे निष्क्रिय स्थिति कहा जाता था, और इस बिंदु पर धारा प्लेट को "निष्क्रिय धारा" कहा जाता था। नियंत्रण वोल्टेज को पूर्वाग्रह वोल्टेज पर आरोपित किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप उस बिंदु के आसपास इनपुट वोल्टेज की सकारात्मक और नकारात्मक भिन्नता के जवाब में प्लेट धारा की एक रैखिक भिन्नता थी।

इस अवधारणा को ग्रिड पूर्वाग्रह कहा जाता है। कई शुरुआती रेडियो सेटों में "सी(C) बैटरी" नामक सी(C) बैटरी थी (वर्तमान सी सेल से असंबंधित, जिसके लिए पत्र इसके आकार और आकृति को दर्शाता है)। सी बैटरी का सकारात्मक टर्मिनल नलिकाओं के कैथोड (या अधिकांश परिपथ में "ग्राउंड") से जुड़ा था और जिसका नकारात्मक टर्मिनल नलिकाओं के ग्रिड को इस पूर्वाग्रह वोल्टेज की आपूर्ति करता था।

बाद में परिपथ, नलिकाओं के बाद अपने कैथोड से पृथक हीटरों के साथ बनाया गया था,और कैथोड पूर्वाग्रह का उपयोग किया गया था ताकि एक अलग नकारात्मक बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता से बचा जा सके। कैथोड बायसिंग के लिए, कैथोड और ग्राउंड के बीच एक अपेक्षाकृत कम मूल्य वाला रेसिस्टर जुड़ा होता है। यह ग्रिड के संबंध में कैथोड को सकारात्मक बनाता है, जो डीसी(DC) के लिए जमीनी क्षमता पर निर्भर करता है।

हालांकि सी(C) बैटरी को कुछ उपकरणों में शामिल किया जाता रहा, तब भी जब ए ("A") और बी("B") बैटरीयों को एसी (AC) मेन से बिजली द्वारा बदल दिया गया था। यह संभव था क्योंकि इन बैटरी पर अनिवार्य रूप से कोई धारा ड्रॉ नहीं थी, वे इस प्रकार कई वर्षों तक (अक्सर सभी नलिकाओं की तुलना में) प्रतिस्थापन की आवश्यकता के बिना रह सकते थे।

जब पहली बार रेडियो ट्रांसमीटर और रिसीवर में ट्रायड का उपयोग किया गया था, तो यह पाया गया कि ट्यून किए गए प्रवर्धन चरणों में तब तक दोलन करने की प्रवृत्ति थी जब तक कि उनका लाभ बहुत सीमित न हो। यह प्लेट (एम्पलीफायर के आउटपुट) और कंट्रोल ग्रिड (एम्पलीफायर के इनपुट) के बीच परजीवी समाई के कारण था, जिसे मिलर कैपेसिटेंस के रूप में जाना जाता है।

आखिरकार न्यूट्रलाइजेशन की तकनीक विकसित की गई, जिससे प्लेट (एनोड) से जुड़े आरएफ(RF) ट्रांसफार्मर में विपरीत चरण में एक अतिरिक्त घुमाव शामिल होगा। यह वाइंडिंग एक छोटे संधारित्र के माध्यम से ग्रिड से वापस से जोड़ा जाएगा, और जब ठीक से समायोजित किया जाएगा तो मिलर कैपेसिटेंस को रद्द कर देगा।इस तकनीक को नियोजित किया गया था और 1920 के दशक के दौरान न्यूट्रोडाइन रेडियो की सफलता के लिए प्रेरित किया गया था। हालांकि, न्यूट्रलाइजेशन के लिए सावधानीपूर्वक समायोजन की आवश्यकता होती है और आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग किए जाने पर असंतोषजनक साबित होता है।

टेट्रोड्स और पेंटोड्स
ग्रिड-टू-प्लेट कैपेसिटेंस के कारण रेडियो फ्रीक्वेंसी एम्पलीफायर के रूप में ट्रायोड की स्थिरता की समस्याओं का मुकाबला करने के लिए, भौतिक विज्ञानी वाल्टर एच शोट्की( Walter H. Schottky ) ने 1919 में टेट्रोड या स्क्रीन ग्रिड नलिका का आविष्कार किया । उन्होंने दिखाया कि नियंत्रण ग्रिड और प्लेट के बीच एक इलेक्ट्रोस्टैटिक ढाल को जोड़ने से समस्या का समाधान हो सकता है। जोड़ा ग्रिड को स्क्रीन ग्रिड या शील्ड ग्रिड के रूप में जाना जाता है। स्क्रीन ग्रिड को प्लेट वोल्टेज की तुलना में काफी कम सकारात्मक वोल्टेज पर संचालित किया जाता है। इस डिजाइन को हल और परिष्कृत विलियम्स द्वारा किया गया था। जोड़ा गया ग्रिड स्क्रीन ग्रिड या शील्ड ग्रिड के रूप में जाना जाने लगा। स्क्रीन ग्रिड प्लेट वोल्टेज की तुलना में काफी कम सकारात्मक वोल्टेज पर संचालित होता है और इसे कम प्रतिबाधा के संधारित्र के साथ जमीन पर बायपास किया जाता है ताकि आवृत्तियों को बढ़ाया जा सके। मध्यम तरंग प्रसारण आवृत्तियों पर परिपथरी को निष्क्रिय करने की आवश्यकता को समाप्त करते हुए, यह व्यवस्था प्लेट और नियंत्रण ग्रिड को काफी हद तक अलग कर देती है। स्क्रीन ग्रिड भी कैथोड के पास स्पेस चार्ज पर प्लेट वोल्टेज के प्रभाव को काफी हद तक कम कर देता है, जिससे टेट्रोड को एम्पलीफायर परिपथ में ट्रायोड की तुलना में अधिक वोल्टेज लाभ उत्पन्न करने की अनुमति मिलती है। जबकि विशिष्ट ट्रायोड के प्रवर्धन कारक आमतौर पर दस से 100 से नीचे तक होते हैं, 500 के टेट्रोड प्रवर्धन कारक आम हैं।नतीजतन, एकल नलिका प्रवर्धन चरण से उच्च वोल्टेज लाभ संभव हो गया, जिससे आवश्यक नलिकाओं की संख्या कम हो गई। 1927 के अंत में स्क्रीन ग्रिड नलिकाओं को बाजार में उतारा गया था।

हालांकि, एक एम्पलीफायर के रूप में स्क्रीन ग्रिड नलिका के संचालन का उपयोगी क्षेत्र प्लेट से माध्यमिक उत्सर्जन के कारण, स्क्रीन ग्रिड वोल्टेज से अधिक प्लेट वोल्टेज तक सीमित था। किसी भी नलिका में, इलेक्ट्रॉन पर्याप्त ऊर्जा के साथ प्लेट पर प्रहार करते हैं, जिससे उसकी सतह से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन होता है। एक ट्रायोड में इलेक्ट्रॉनों का यह द्वितीयक उत्सर्जन महत्वपूर्ण नहीं है क्योंकि वे प्लेट द्वारा आसानी से पुनः कब्जा कर लिए जाते हैं। लेकिन एक टेट्रोड में उन्हें स्क्रीन ग्रिड द्वारा कैप्चर किया जा सकता है क्योंकि यह एक सकारात्मक वोल्टेज पर भी होता है, जिससे उन्हें प्लेट करंट से लूट लिया जाता है और नलिका के प्रवर्धन को कम कर दिया जाता है।चूंकि माध्यमिक इलेक्ट्रॉन प्लेट वोल्टेज की एक निश्चित सीमा पर प्राथमिक इलेक्ट्रॉनों को पछाड़ सकते हैं, प्लेट वोल्टेज बढ़ने के साथ प्लेट करंट घट सकता है। यह डायनाट्रॉन क्षेत्र है या टेट्रोड किंक और नकारात्मक प्रतिरोध का एक उदाहरण है जो स्वयं अस्थिरता का कारण बन सकता है। द्वितीयक उत्सर्जन का एक और अवांछनीय परिणाम यह है कि स्क्रीन करंट बढ़ाया जाता है, जिससे कारण स्क्रीन अपनी पावर रेटिंग से अधिक हो सकती है।

प्लेट विशेषता के अन्यथा अवांछनीय नकारात्मक प्रतिरोध क्षेत्र का उपयोग डायनाट्रॉन थरथरानवाला परिपथ के साथ किया गया था ताकि एक साधारण थरथरानवाला का उत्पादन किया जा सके, जिसके लिए प्लेट को एक गुंजयमान एलसी(LC) परिपथ से दोलन करने की आवश्यकता होती है। डायनाट्रॉन थरथरानवाला नकारात्मक प्रतिरोध के समान सिद्धांत पर कई वर्षों बाद सुरंग डायोड थरथरानवाला के रूप में संचालित होता है।

स्क्रीन ग्रिड नलिका के डायनाट्रॉन क्षेत्र को पेंटोड बनाने के लिए स्क्रीन ग्रिड और प्लेट के बीच एक ग्रिड जोड़कर समाप्त कर दिया गया था। पेन्टोड का सप्रेसर ग्रिड आमतौर पर कैथोड से जुड़ा होता था और इसके ऋणात्मक वोल्टेज को एनोड प्रतिकर्षित माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों के सापेक्ष जोड़ा जाता था ताकि वे स्क्रीन ग्रिड के बजाय एनोड द्वारा एकत्र किए जा सकें। पेंटोड शब्द का मतलब है कि नलिका में पांच विद्युदग्र होते हैं। पेंटोड का आविष्कार 1926 में बर्नार्ड डी एच टेलेगेन(Bernard D. H. Tellegen) द्वारा किया गया था और आम तौर पर साधारण टेट्रोड के पक्ष में हो गया था। पेंटोड दो वर्गों में बने होते हैं ,वे जो दबाने वाले ग्रिड के साथ आंतरिक रूप से कैथोड (जैसे EL84/6BQ5) से जुड़े होते हैं और वे जो सप्रेसर ग्रिड के साथ उपयोगकर्ता के उपयोग के लिए एक अलग पिन से जुड़े होते हैं (जैसे 803, 837) ।  बिजली अनुप्रयोगों के लिए एक वैकल्पिक समाधान बीम टेट्रोड या बीम पावर नलिका है, जिसकी चर्चा नीचे की गई है ।

मल्टीफ़ंक्शन और मल्टीसेक्शन नलिका्स
सुपरहेट्रोडाइन(Superheterodyne) रिसीवर्स को एक स्थानीय थरथरानवाला और मिक्सर की आवश्यकता होती है, जो एक एकल पेंटाग्रिड कनवर्टर नलिका के कार्य में संयुक्त होता है। इस उद्देश्य के लिए विभिन्न विकल्पों जैसे कि हेक्सोड के साथ ट्रायोड के संयोजन का उपयोग करना और यहां तक ​​कि एक ऑक्टोड का भी उपयोग किया गया है। अतिरिक्त ग्रिड में नियंत्रण ग्रिड (कम क्षमता पर) और स्क्रीन ग्रिड (एक उच्च वोल्टेज पर) शामिल हैं। कई डिज़ाइन थरथरानवाला फ़ंक्शन के लिए प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए एक अतिरिक्त एनोड के रूप में इस तरह के स्क्रीन ग्रिड का उपयोग करते हैं, जिसका करंट आने वाले रेडियो फ्रीक्वेंसी सिग्नल में जोड़ता है। पेंटाग्रिड कनवर्टर इस प्रकार एएम रिसीवर में व्यापक रूप से उपयोग किया गया, जिसमें "All American Five"("ऑल अमेरिकन फाइव") का लघु नलिका संस्करण भी शामिल हैं। ऑक्टोड्स, जैसे कि 7A8, संयुक्त राज्य अमेरिका में शायद ही कभी उपयोग किए जाते थे, लेकिन यूरोप में बहुत अधिक आम है, विशेष रूप से बैटरी संचालित रेडियो में जहां कम बिजली की खपत एक फायदा था।

रेडियो उपकरणों की लागत और जटिलता को और कम करने के लिए, दो अलग -अलग संरचनाएं (उदाहरण के लिए ट्रायोड और पेंटोड) को एक एकल मल्टीसेक्शन नलिका के बल्ब में जोड़ा जा सकता है। एक प्रारंभिक उदाहरण Loewe(लोवे )3NF है। 1920 के दशक के इस उपकरण में एक ग्लास लिफ़ाफ़े में तीन ट्रायोड होते हैं, साथ में सभी निश्चित कैपेसिटर और प्रतिरोधक होते हैं जो एक पूर्ण रेडियो रिसीवर बनाने के लिए आवश्यक होते हैं। चूंकि लोवे सेट में केवल एक नलिका सॉकेट था, इसलिए यह प्रतियोगिता को काफी हद तक कम करने में सक्षम था, क्योंकि जर्मनी में, सॉकेट्स की संख्या से राज्य कर लगाया गया था। हालांकि, विश्वसनीयता से समझौता किया गया था, क्योकि नलिका के लिए उत्पादन लागत बहुत अधिक थी। एक अर्थ में, ये एकीकृत परिपथ के समान थे। संयुक्त राज्य अमेरिका में, क्लियरट्रॉन ने एमर्सन बेबी ग्रैंड रिसीवर में उपयोग के लिए संक्षिप्त रूप से "मल्टीवाइव" ट्रिपल ट्रायोड का निर्माण किया। इस एमर्सन सेट में एक एकल नलिका सॉकेट भी है, क्योंकि यह चार-पिन बेस का उपयोग करता है, इसलिए अतिरिक्त तत्व कनेक्शन नलिका बेस के शीर्ष पर एक मेजेनाइन प्लेटफॉर्म पर बनाए जाते हैं।

1940 तक मल्टीसेक्शन नलिका आम हो गए थे। हालांकि, पेटेंट और अन्य लाइसेंसिंग विचारों (ब्रिटिश वाल्व एसोसिएशन देखें) के कारण बाधाएं थीं। बाहरी पिन (लीड) की संख्या के कारण बाधाओं ने अक्सर कार्यों को उन बाहरी कनेक्शनों में से कुछ को साझा करने के लिए मजबूर किया जैसे कि उनके कैथोड कनेक्शन (हीटर कनेक्शन के अलावा) आदि को। आरसीए(RCA) टाइप 55 एक डबल डायोड ट्रायोड है जिसका उपयोग संसूचक के रूप में किया जाता है, प्रारंभिक एसी(AC ) संचालित रेडियो में स्वचालित लाभ नियंत्रण सुधारक और ऑडियो प्रीम्प्लीफायर आदि में किया जाता है। इन सेटों में अक्सर 53 दोहरी ट्रायोड ऑडियो आउटपुट शामिल होते हैं। एक अन्य प्रारंभिक प्रकार की मल्टी-सेक्शन नलिका, 6SN7, एक "डुअल ट्रायोड" है, जो दो ट्रायोड नलिकाओं का कार्य करती है, जबकि आधी जगह लेती है और लागत कम होती है। 12AX7 एक लघु बाड़े में एक दोहरी "उच्च म्यू" (उच्च वोल्टेज लाभ  ) ट्रायोड है, और ऑडियो सिग्नल एम्पलीफायरों, उपकरणों और गिटार प्रवर्धकों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

लघु नलिका बेस (नीचे देखें) की शुरूआत जिसमें 9 पिन हो सकते हैं, पहले से उपलब्ध अन्य मल्टी-सेक्शन नलिकाओं को पेश करने की अनुमति दी गई है, जैसे कि 6GH8/ECF82 ट्रायोड-पेंटोड, टेलीविजन रिसीवर्स में काफी लोकप्रिय है। एक लिफाफे में और भी अधिक कार्यों को शामिल करने की इच्छा के परिणामस्वरूप जनरल विद्युत कॉम्पेक्ट्रॉन में 12 पिन होते हैं। एक विशिष्ट उदाहरण, 6AG11, में दो ट्रायोड और दो डायोड होते हैं।

कुछ अन्य पारंपरिक नलिका मानक श्रेणियों में नहीं आते हैं, 6AR8, 6JH8 और 6ME8 में कई सामान्य ग्रिड होते हैं, इसके बाद बीम विक्षेपण विद्युदग्र की एक जोड़ी होती है जो दो एनोडों में से किसी एक की ओर धारा को विक्षेपित करती है। उन्हें कभी-कभी 'शीट बीम' नलिका के रूप में जाना जाता था और रंगीन डिमॉड्यूलेशन के लिए कुछ रंगीन टीवी सेटों में उपयोग किया जाता था। समान 7360 एक संतुलित SSB (डी) न्यूनाधिक के रूप में लोकप्रिय था।

बीम पावर नलिका्स
एक बीम पावर नलिका, कैथोड से कई आंशिक रूप से टकराए गए बीमों में इलेक्ट्रॉन स्ट्रीम बनाती है, जिससे एनोड और स्क्रीन ग्रिड के बीच एक कम संभावित स्पेस चार्ज क्षेत्र का निर्माण होता है, जब एनोड की क्षमता स्क्रीन की तुलना में कम होती है, तो एनोड सेकेंडरी एमिशन इलेक्ट्रॉनों को एनोड में वापस कर देता है। बीम के निर्माण से स्क्रीन ग्रिड करंट भी कम हो जाता है। कुछ बेलनाकार सममित बीम पावर नलिकाओं में, कैथोड उत्सर्जित सामग्री के संकीर्ण पट्टियों से बनता है जो नियंत्रण ग्रिड के एपर्चर के साथ संरेखित होते हैं, नियंत्रण ग्रिड धारा को कम करते हैं। यह डिज़ाइन उच्च-शक्ति, उच्च दक्षता वाले पावर नलिकाओं को डिजाइन करने में कुछ व्यावहारिक बाधाओं को दूर करने में मदद करता है।

निर्माता की डेटा शीट अक्सर बीम पावर नलिका के बजाय बीम पेंटोड या बीम पावर पेंटोड का उपयोग करती हैं, और बीम बनाने वाली प्लेट दिखाने वाले ग्राफिक प्रतीक के बजाय एक पेंटोड ग्राफिक प्रतीक का उपयोग करती हैं।

बीम पावर नलिका तुलनीय पावर पेंटोड की तुलना में लंबी लोड लाइन, कम स्क्रीन करंट, उच्च ट्रांसकंडक्टेंस और कम तीसरे हार्मोनिक विरूपण के फायदे प्रदान करते हैं।। बीम पावर नलिका को बेहतर ऑडियो टोनल गुणवत्ता के लिए ट्रायोड के रूप में जोड़ा जा सकता है, लेकिन ट्रायोड मोड में काफी कम बिजली उत्पादन प्रदान करता है।

गैस से भरे नलिका
गैस से भरे नलिका जैसे डिस्चार्ज नलिका और कोल्ड कैथोड नलिका कठोर निर्वात नलिका नहीं होते हैं, हालांकि हमेशा समुद्र-स्तर के वायुमंडलीय दबाव से कम गैस से भरे होते हैं। वोल्टेज-नियामक नलिका और थायरट्रॉन जैसे प्रकार कठोर निर्वात नलिकाओं के समान होते हैं और निर्वात नलिकाओं के लिए डिज़ाइन किए गए सॉकेट में फिट होते हैं। ऑपरेशन के दौरान उनका विशिष्ट नारंगी, लाल या बैंगनी चमक गैस की उपस्थिति को इंगित करता है ,एक निर्वात में बहने वाले इलेक्ट्रॉन उस क्षेत्र के भीतर प्रकाश का उत्पादन नहीं करते हैं। इन प्रकारों को अभी भी इलेक्ट्रॉन नलिका के रूप में संदर्भित किया जा सकता है क्योंकि वे विद्युत कार्य करते हैं। उच्च-शक्ति वाले रेक्टिफायर उच्च-निर्वात नलिकाओं की तुलना में कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप प्राप्त करने के लिए पारा वाष्प का उपयोग करते हैं।

लघु नलिका
प्रारंभिक नलिकाओं में एक इन्सुलेट बैकलाइट बेस के ऊपर एक धातु या कांच के लिफाफे का इस्तेमाल किया जाता था। 1938 में लिफ़ाफ़े के कांच के आधार में जुड़े हुए पिनों के साथ एक पूरी तरह से कांच के निर्माण का उपयोग करने के लिए एक तकनीक विकसित की गई थी। यह एक बहुत छोटी नलिका रूपरेखा के डिजाइन में उपयोग किया गया था, जिसे लघु नलिका के रूप में जाना जाता है, जिसमें सात या नौ पिन थे। नलिकाओं को छोटे बनाने से वोल्टेज कम हो गया जहां वे सुरक्षित रूप से संचालित सकते है, और तंतु के बिजली अपव्यय को भी कम कर सकते है। रेडियो रिसीवर और हाई-फाई प्रवर्धकों जैसे उपभोक्ता अनुप्रयोगों में लघु नलिका प्रमुख बन गए।हालांकि, बड़ी पुरानी शैलियों का उपयोग विशेष रूप से उच्च-शक्ति वाले रेक्टिफायर के रूप में, उच्च-शक्ति ऑडियो आउटपुट चरणों में और नलिकाओं को संचारित करने के रूप में किया जाता रहा।

उप-लघु नलिका
उप-लघु नलिका लगभग आधे सिगरेट के आकार के साथ उपभोक्ता अनुप्रयोगों में श्रवण-सहायता प्रवर्धकों के रूप में उपयोग किए जाते थे। इन नलिकाओं में एक सॉकेट में प्लगिंग पिन नहीं था, लेकिन जगह-जगह टांका लगाया गया था। "एकोर्न नलिका" (इसके आकार के कारण नामित) भी बहुत छोटा था, जैसा कि 1959 से धातु-आवरण आरसीए नुविस्टर था, एक थिम्बल के आकार के बारे में था। न्यूविस्टर को शुरुआती ट्रांजिस्टर के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए विकसित किया गया था और उन शुरुआती ट्रांजिस्टर की तुलना में उच्च आवृत्तियों पर संचालित किया जा सकता था। छोटे आकार ने विशेष रूप से उच्च आवृत्ति संचालन का समर्थन किया; ,उच्च आवृत्ति सक्षम ट्रांजिस्टर द्वारा प्रतिस्थापित किए जाने तक विमान रेडियो ट्रांसीवर, यूएचएफ( UHF) टेलीविजन ट्यूनर, और कुछ हायफ़ीई एफएम रेडियो(HiFi FM radio)ट्यूनर (संसुई 500 ए) में नुविस्टर का उपयोग किया जाता था।

निर्माण और प्रदर्शन में सुधार
सबसे पहले निर्वात नलिका दृढ़ता से गरमागरम प्रकाश बल्बों से मिलते -जुलते थे और दीपक निर्माताओं द्वारा बनाए गए थे, जिनके पास कांच के लिफाफे के निर्माण के लिए आवश्यक उपकरण थे और बाड़ों को खाली करने के लिए आवश्यक निर्वात पंप थे। डी फॉरेस्ट ने हेनरिक गिस्लर के पारा विस्थापन पंप का इस्तेमाल किया, जो एक आंशिक निर्वात को पीछे छोड़ देता था। 1915 में प्रसार पंप के विकास और इरविंग लैंगमुइर द्वारा सुधार के कारण उच्च-निर्वात नलिकाओं का विकास हुआ। प्रथम विश्व युद्ध के बाद, प्रसारण रिसीवर की बढ़ती मांग को भरने के लिए अधिक किफायती निर्माण विधियों का उपयोग करने वाले विशेष निर्माताओं को स्थापित किया गया था। नंगे टंगस्टन फिलामेंट्स लगभग 2200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर संचालित होते थे। 1920 के दशक के मध्य में ऑक्साइड-लेपित फिलामेंट्स के विकास ने तंतु ऑपरेटिंग तापमान को एक सुस्त लाल गर्मी (लगभग 700 डिग्री सेल्सियस) तक कम कर दिया, जिसने बदले में नलिका संरचना के थर्मल विरूपण को कम कर दिया और नलिका तत्वों के करीब अंतर की अनुमति दी। यह बदले में नलिका लाभ में सुधार करता है, क्योंकि ट्रायोड का लाभ ग्रिड और कैथोड के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है। नंगे टंगस्टन तंतु छोटे संचारित नलिकाओं में उपयोग में रहते हैं, लेकिन भंगुर होते हैं और मोटे तौर पर संभाले जाने पर फ्रैक्चर हो जाते हैं- उदाहरण के लिए डाक सेवाओं में। ये नलिका स्थिर उपकरणों के लिए सबसे उपयुक्त हैं जहां प्रभाव और कंपन मौजूद नहीं हैं।

परोक्ष रूप से गर्म कैथोड
एसी(AC) मेन पावर का उपयोग करके विद्युत उपकरणों को पावर करने की इच्छा को नलिका के फिलामेंट्स की शक्ति के संबंध में एक कठिनाई का सामना करना पड़ा, क्योंकि ये प्रत्येक नलिका के कैथोड भी थे। एक बिजली ट्रांसफार्मर से सीधे फिलामेंट्स को पावर करने से मुख्य-आवृत्ति (50 या 60 हर्ट्ज) ह्यूम को ऑडियो चरणों में पेश किया गया। "इक्विपोटेंशियल कैथोड" के आविष्कार ने इस समस्या को कम कर दिया, फिलामेंट्स को एक संतुलित एसी(AC) पावर ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग द्वारा संचालित किया जा रहा है जिसमें ग्राउंडेड सेंटर टैप होता है।

एक बेहतर समाधान, और एक जो प्रत्येक कैथोड को एक अलग वोल्टेज पर तैरने की अनुमति देता था, वह अप्रत्यक्ष रूप से गर्म कैथोड था, ऑक्साइड-लेपित निकल का एक सिलेंडर एक इलेक्ट्रॉन-उत्सर्जक कैथोड के रूप में काम करता था और इसके अंदर के तंतु से विद्युत रूप से पृथक होता था। अप्रत्यक्ष रूप से गर्म कैथोड कैथोड परिपथ को हीटर परिपथ से अलग करने में सक्षम बनाते हैं। फिलामेंट, जो अब नलिका के विद्युदग्र से विद्युत रूप से जुड़ा नहीं है, बस एक हीटर के रूप में जाना जाता है, और साथ ही एसी(AC) द्वारा बिना किसी भी परिचय के संचालित किया जा सकता है। 1930 के दशक में, अप्रत्यक्ष रूप से गर्म कैथोड नलिका एसी(AC) पावर का उपयोग करने वाले उपकरणों में व्यापक हो गए। सीधे गर्म कैथोड नलिकाओं को बैटरी से चलने वाले उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता रहा, क्योंकि उनके फिलामेंट्स को अप्रत्यक्ष रूप से गर्म कैथोड के साथ आवश्यक हीटरों की तुलना में काफी कम बिजली की आवश्यकता होती है।

उच्च लाभ वाले ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई नलिकाओं में घुमावदार बिजली के क्षेत्रों को रद्द करने के लिए मुड़े हुए हीटर तार हो सकते हैं, ऐसे क्षेत्र जो कार्यक्रम सामग्री में आपत्तिजनक हुम(HUM) को प्रेरित कर सकते हैं।

हीटर या तो वैकल्पिक धारा (AC) या प्रत्यक्ष धारा (DC) के साथ सक्रिय हो सकते हैं। डीसी(DC) का उपयोग अक्सर वहां किया जाता है जहां कम ह्यूम(HUM) की आवश्यकता होती है।

विद्युत कंप्यूटर में उपयोग करें
स्विच के रूप में उपयोग किए जाने वाले निर्वात नलिकाओं ने पहली बार विद्युत कंप्यूटिंग को संभव बनाया, लेकिन लागत और नलिकाओं की विफलता के लिए अपेक्षाकृत कम औसत समय सीमित कारक थे। "सामान्य ज्ञान यह था कि वाल्व - जिनमें, प्रकाश बल्बों की तरह, एक गर्म चमकता हुआ तंतु होता है - का उपयोग कभी भी बड़ी संख्या में संतोषजनक ढंग से नहीं किया जा सकता है, क्योंकि वे अविश्वसनीय थे, और एक बड़ी स्थापना में बहुत से बहुत कम समय में विफल हो जाते थे"। टॉमी फ्लावर्स, जिन्होंने बाद में कोलोसस को डिजाइन किया, उन्होंने पता लगाया कि, जब तक वाल्व को चालू किया गया था और उन्हें छोड़ दिया गया था, वे बहुत लंबे समय तक मज़बूती से काम कर सकते थे, खासकर अगर उनके 'हीटर' को कम करंट पर चलाया जाता था। 1934 में फ्लावर्स ने छोटे स्वतंत्र मॉड्यूल में 3,000 से अधिक नलिकाओं का उपयोग करके एक सफल प्रयोगात्मक स्थापना का निर्माण किया ,जब एक नलिका विफल हो जाती थी, तो एक मॉड्यूल को बंद करना और दूसरों को चालू रखना संभव था, जिससे एक और नलिका की विफलता का खतरा कम हो जाता था ,इस स्थापना को डाकघर (जिन्होंने टेलीफोन एक्सचेंजों का संचालन किया) द्वारा स्वीकार किया गया था। फ्लावर्स भी बहुत तेजी से (इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों की तुलना में) विद्युत स्विच के रूप में नलिकाओं का उपयोग करने में अग्रणी थे। बाद में काम ने पुष्टि की कि नलिका अविश्वसनीयता उतनी गंभीर समस्या नहीं थी जितना कि आम तौर पर माना जाता था ,1946 ईएनआईएसी (ENIAC) में, 17,000 से अधिक नलिकाओं के साथ, औसतन हर दो दिन में एक नलिका फेल हो गई (जिसका पता लगाने में 15 मिनट का समय लगा)। नलिकाओं की गुणवत्ता एक कारक थी, और द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान कुशल लोगों के विचलन ने नलिकाओं की सामान्य गुणवत्ता को कम कर दिया।। युद्ध के दौरान कोलोसस ने जर्मन संहिताओं को तोड़ने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी। युद्ध के बाद, नलिका-आधारित कंप्यूटरों के साथ विकास जारी रहा, जिसमें सैन्य कंप्यूटर ईएनआईएसी(ENIAC) और बवंडर, फेरांति मार्क 1 (पहले व्यावसायिक रूप से उपलब्ध विद्युत कंप्यूटरों में से एक), और यूएनआईवीएसी(UNIVAC) 1, व्यावसायिक रूप से भी उपलब्ध थे।

सबमिनेट्योर नलिका का उपयोग करने वाले अग्रिमों में बेथेस्डा, मैरीलैंड की जैकब्स इंस्ट्रूमेंट कंपनी द्वारा निर्मित मशीनों की जैनकॉम्प श्रृंखला शामिल थी।इसके जैनकॉम्प-बी जैसे मॉडल ने डेस्कटॉप-आकार की इकाई में सिर्फ 300 ऐसी नलिकाओं को नियोजित किया, जो तत्कालीन कमरे के आकार की मशीनों में से कई को प्रतिद्वंद्वी करने के लिए प्रदर्शन की पेशकश की।

कोलोसस
फ्लॉवर्स कोलोसस और इसके उत्तराधिकारी कोलोसस एमके(Mk) 2 को द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान ब्रिटिशों द्वारा जर्मन उच्च स्तर के लोरेंज एन्क्रिप्शन को तोड़ने के कार्य को काफी हद तक गति देने के लिए बनाया गया था। लगभग 1,500 निर्वात नलिका (एमके 2 के लिए 2,400) का उपयोग करते हुए, कोलोसस ने रिले और स्विच लॉजिक (हीथ रॉबिन्सन) के आधार पर एक पहले की मशीन को बदल दिया। कोलोसस कुछ ही घंटों के संदेशों को तोड़ने में सक्षम था जो पहले कई सप्ताह ले चुके थे ,और यह बहुत अधिक विश्वसनीय भी था। कोलोसस एकल मशीन के लिए इतने बड़े पैमाने पर संगीत कार्यक्रम में काम करने वाले निर्वात नलिकाओं का पहला उपयोग था।

बवंडर और "विशेष-गुणवत्ता" नलिका
1951 के अमेरिकी डिजिटल कंप्यूटर व्हर्लविंड की विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, विस्तारित जीवन के साथ विशेष-गुणवत्ता वाले नलिका, और विशेष रूप से एक लंबे समय तक चलने वाले कैथोड का उत्पादन किया गया था। छोटे जीवनकाल की समस्या का पता काफी हद तक सिलिकॉन के वाष्पीकरण के लिए किया गया था, जिसका उपयोग टंगस्टन मिश्र धातु में हीटर के तार को खींचने में आसान बनाने के लिए किया जाता था। सिलिकॉन निकेल स्लीव और कैथोड बेरियम ऑक्साइड कोटिंग के बीच इंटरफेस में बेरियम ऑर्थोसिलिकेट बनाता है। यह कैथोड इंटरफ़ेस एक उच्च-प्रतिरोध परत (कुछ समानांतर समाई के साथ) है जो नलिका को चालन मोड में स्विच किए जाने पर कैथोड करंट को बहुत कम कर देता है।  हीटर वायर मिश्र धातु से सिलिकॉन का उन्मूलन (और वायर ड्राइंग के अधिक लगातार प्रतिस्थापन की मृत्यु) ने उन नलिकाओं के उत्पादन की अनुमति दी जो बवंडर परियोजना के लिए पर्याप्त विश्वसनीय थे। उच्च शुद्धता वाले निकल टयूबिंग और कैथोड कोटिंग्स जैसे कि सिलिकेट्स और एल्यूमीनियम जैसे सामग्रियों से मुक्त जो कि उत्सर्जन को कम कर सकते हैं, वे भी लंबे कैथोड जीवन में योगदान करते हैं।

इस तरह की पहली कंप्यूटर नलिका सिल्वेनिया का 1948 का 7AK7 एक पेंटोड था (ये 7AD7 को बदल दिया गया था, जिसे मानक 6AG7 की तुलना में बेहतर गुणवत्ता माना जाता था, लेकिन यह बहुत अविश्वसनीय साबित हुआ)।  कंप्यूटर पहले नलिका उपकरण थे जो काफी विस्तारित अवधि के लिए कटऑफ पर नलिका चलाने के लिए (पर्याप्त नकारात्मक ग्रिड वोल्टेज उन्हें चालन बंद करने के लिए) थे। हीटर के साथ कटऑफ में चलने से कैथोड विषाक्तता तेज हो जाती है और चालन मोड में स्विच करने पर नलिका का आउटपुट करंट बहुत कम हो जाएगा।  7AK7 नलिकाओं ने कैथोड विषाक्तता की समस्या में सुधार किया, लेकिन वह आवश्यक विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए अकेले अपर्याप्त था।  आगे के उपायों में हीटर वोल्टेज को बंद करना शामिल था, जब नलिकाओं को विस्तारित अवधि के लिए संचालित करने की आवश्यकता नहीं थी, हीटर तत्व पर थर्मल शॉक से बचने के लिए एक धीमी रैंप के साथ हीटर वोल्टेज को चालू और बंद करना, हीटर तत्व पर थर्मल शॉक से बचने के लिए,  और कमजोर इकाइयों की शुरुआती विफलता लाने के लिए ऑफ़लाइन रखरखाव अवधि के दौरान नलिकाओं के परीक्षण पर जोर देना।

व्हर्लविंड के लिए विकसित नलिकाओं का उपयोग बाद में विशाल सेज एयर-डिफेंस कंप्यूटर सिस्टम में इस्तेमाल किया गया था। 1950 के दशक के अंत तक, विशेष-गुणवत्ता वाले छोटे-सिग्नल नलिकाओं के लिए नियमित रूप से संचालित होने पर सैकड़ों-हजारों घंटे तक चलना नियमित था। इस बढ़ी हुई विश्वसनीयता ने पनडुब्बी केबलों में मध्य-केबल प्रवर्धकों को भी संभव बना दिया।

हीट जनरेशन और कूलिंग
तंतु (हीटर) और प्लेट पर बमबारी करने वाले इलेक्ट्रॉनों की धारा दोनों से, जब नलिका संचालित होती हैं, तो काफी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है । शक्ति प्रवर्धकों में, गर्मी का यह स्रोत कैथोड हीटिंग से अधिक होता है। कुछ प्रकार के नलिका एक सुस्त लाल गर्मी पर एनोड के साथ काम करने की अनुमति देते हैं ,अन्य प्रकारों में, लाल गर्मी गंभीर अधिभार को इंगित करती है।

गर्मी हटाने के लिए आवश्यकताएं उच्च-शक्ति वाले निर्वात नलिकाओं की उपस्थिति को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकती हैं। उच्च शक्ति ऑडियो प्रवर्धकों और रेक्टिफायर को गर्मी को खत्म करने के लिए बड़े लिफाफे की आवश्यकता होती है। संचारण नलिका अभी भी बहुत बड़ी हो सकती है।

एनोड (प्लेट) से ब्लैक-बॉडी रेडिएशन द्वारा इंफ्रारेड रेडिएशन के रूप में और नलिका लिफाफे के ऊपर हवा के संवहन द्वारा उपकरण से गर्मी निकलती है। अधिकांश नलिकाओं के अंदर संवहन संभव नहीं है क्योंकि एनोड निर्वात से घिरा हुआ है।

नलिका जो अपेक्षाकृत कम गर्मी उत्पन्न करते हैं, जैसे कि 1.4-वोल्ट तंतु सीधे बैटरी-संचालित उपकरणों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए गर्म नलिकाओं को गर्म करते हैं, अक्सर चमकदार धातु एनोड होते हैं। 1T4, 1R5 और 1A7 इसके उदाहरण है। गैस से भरे नलिका जैसे कि थाराट्रॉन्स भी एक चमकदार धातु एनोड का उपयोग कर सकते हैं क्योंकि नलिका के अंदर मौजूद गैस एनोड से कांच के बाड़े तक गर्मी संवहन के लिए अनुमति देती है।

एनोड का उपचार अक्सर इसकी सतह को अधिक अवरक्त ऊर्जा उत्सर्जित करने के लिए किया जाता है। उच्च-शक्ति वाले एम्पलीफायर नलिकाओं को बाहरी एनोड के साथ डिज़ाइन किया गया है, जिन्हें संवहन मजबूर हवा या परिसंचारी पानी द्वारा ठंडा किया जा सकता है। वाटर-कूल्ड 80 किग्रा, 1.25 मेगावाट 8974 आज उपलब्ध सबसे बड़ी व्यावसायिक नलिकाओं में से एक है।

एक पानी-कूल्ड नलिका में, एनोड वोल्टेज सीधे ठंडा पानी की सतह पर दिखाई देता है,इस प्रकार रेडिएटर सिस्टम को ठंडा पानी के माध्यम से उच्च वोल्टेज रिसाव को रोकने के लिए पानी को विद्युत इन्सुलेटर होने की आवश्यकता होती है। आमतौर पर आपूर्ति किए जाने वाले पानी में आयन होते हैं जो बिजली का संचालन करते हैं ,विआयनीकृत पानी, एक अच्छा इन्सुलेटर, आवश्यक है। इस तरह की प्रणालियों में आमतौर पर एक अंतर्निहित जल-चालन मॉनिटर होता है जो उच्च तनाव की आपूर्ति को बंद कर देता है यदि चालकता बहुत अधिक हो जाती है।

स्क्रीन ग्रिड भी काफी गर्मी उत्पन्न कर सकता है। स्क्रीन ग्रिड अपव्यय की सीमा, प्लेट अपव्यय के अलावा, बिजली उपकरणों के लिए सूचीबद्ध हैं। यदि ये अधिक हो जाते हैं तो नलिका के खराब होने की संभावना होती है।

नलिका पैकेज
अधिकांश आधुनिक नलिकाओं में कांच के लिफाफे होते हैं, लेकिन धातु, फ्यूज्ड क्वार्ट्ज (सिलिका) और सिरेमिक का भी उपयोग किया गया है। 6L6 के पहले संस्करण ने कांच के मोतियों के साथ सील किए गए एक धातु के लिफाफे का उपयोग किया था, जबकि बाद के संस्करणों में धातु से जुड़ी एक ग्लास डिस्क का इस्तेमाल किया गया था। धातु और सिरेमिक का उपयोग लगभग विशेष रूप से 2kW अपव्यय से ऊपर बिजली नलिकाओं के लिए किया जाता है। न्यूविस्टर एक बहुत छोटी धातु और सिरेमिक पैकेज का उपयोग करके एक आधुनिक प्राप्त करने वाली नलिका थी।

नलिकाओं के आंतरिक तत्वों को हमेशा बाहरी परिपथरी से उनके आधार पर पिन के माध्यम से जोड़ा जाता है जो एक सॉकेट में प्लग होता है। सबमिनेचर नलिकाओं को सॉकेट्स के बजाय वायर लीड्स का उपयोग करके तैयार किया गया था, हालांकि, ये विशेष अनुप्रयोगों तक ही सीमित थे। नलिका के आधार पर कनेक्शन के अलावा, कई शुरुआती ट्रायोड्स ने नलिका के शीर्ष पर एक धातु टोपी का उपयोग करके ग्रिड को जोड़ा, यह ग्रिड और प्लेट लीड के बीच आवारा समाई को कम करता है। नलिका कैप्स का उपयोग प्लेट (एनोड) कनेक्शन के लिए भी किया जाता था, विशेष रूप से बहुत अधिक प्लेट वोल्टेज का उपयोग करके नलिका और नलिका को ट्रांसमिट करने में।

उच्च शक्ति वाली नलिका जैसे संचारण नलिका में हीट ट्रांसफर को बढ़ाने के लिए अधिक डिज़ाइन किए गए पैकेज होते हैं। कुछ नलिकाओं में, धातु का लिफाफा भी एनोड होता है। 4CX1000A इस प्रकार का एक बाहरी एनोड नलिका है। एनोड से जुड़े पंखों की एक सरणी के माध्यम से हवा को उड़ा दिया जाता है, और इस प्रकार इसे ठंडा किया जाता है। इस शीतलन योजना का उपयोग करने वाले पावर नलिका 150 kW अपव्यय तक उपलब्ध हैं। उस स्तर के ऊपर,पानी या जल-वाष्प कूलिंग का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में उपलब्ध उच्चतम-शक्ति नलिका ईआईएम्एसी (EIMAC) 4CM2500KG है, जो 2.5 मेगावाट को नष्ट करने में सक्षम एक मजबूर वाटर-कूल्ड पावर टेट्रोड है। तुलना करके, सबसे बड़ा पावर ट्रांजिस्टर केवल लगभग 1 किलोवाट का प्रसार कर सकता है।

नाम
यूके में उपयोग किया जाने वाला सामान्य नाम [उष्मीय] वाल्व एक पानी के पाइप में एक गैर-रिटर्न वाल्व के साथ सादृश्य द्वारा एक गर्म तंतु से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करने वाले उष्मीय डायोड द्वारा किए गए थर्मायोनिक डायोड,जल्द से जल्द उपकरण द्वारा अनुमत यूनिडायरेक्शनल करंट फ्लो से निकला है। अमेरिकी नाम "निर्वात नलिका", "इलेक्ट्रॉन नलिका", और "उष्मीय नलिका" सभी बस एक नलिकालर लिफाफे का वर्णन करते हैं जिसे खाली कर दिया गया है ("निर्वात"), एक हीटर है और इलेक्ट्रॉन प्रवाह को नियंत्रित करता है।

कई मामलों में, निर्माताओं और सेना ने नलिकाओं को पदनाम दिए, जिन्होंने उनके उद्देश्य के बारे में कुछ भी नहीं कहा (जैसे, 1614)। शुरुआती दिनों में कुछ निर्माताओं ने मालिकाना नामों का उपयोग किया जो कुछ जानकारी दे सकते थे, लेकिन केवल उनके उत्पादों के बारे में, KT66 और KT88 किंकलेस टेट्रोड्स थे। बाद में, उपभोक्ता नलिकाओं को ऐसे नाम दिए गए थे, जिन्होंने कुछ जानकारी दी थी, एक ही नाम के साथ अक्सर कई निर्माताओं द्वारा उदारता से उपयोग किया जाता था। अमेरिका में, रेडियो विद्युत्स टेलीविजन निर्माता एसोसिएशन आरईटीएमए(RETMA) पदनामों में एक नंबर शामिल था, और इसके बाद एक या दो अक्षर, और एक संख्या शामिल होती थी। पहला नंबर (गोल) हीटर वोल्टेज , पत्र एक विशेष नलिका को नामित करत है, लेकिन इसकी संरचना के बारे में कुछ नहीं कहते हैं , और अंतिम संख्या विद्युदग्र की कुल संख्या है (उदाहरण के लिए, कई विद्युदग्र के साथ एक नलिका, या एक लिफाफे में विद्युदग्र के दो सेट-एक डबल ट्रायोड के बीच अंतर किए बिना)। उदाहरण के लिए, 12AX7 12.6V हीटर के साथ एक डबल ट्रायोड (तीन विद्युदग्र प्लस हीटर के दो सेट) है (जो, जैसा कि होता है, 6.3V से चलाने के लिए भी जोड़ा जा सकता है)। इस विशेष नलिका को इसकी विशेषताओं के अनुसार नामित करने के अलावा "AX" का कोई अर्थ नहीं है । इसी तरह एक सामान, नहीं है ,ये नलिका 12AD7, 12AE7 ... 12AT7, 12AU7, 12AV7, 12AV7 (दुर्लभ!), 12ay7, और 12AZ7 हैं।

यूरोप में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली एक प्रणाली जिसे मुलार्ड -फिलिप्स नलिका पदनाम के रूप में जाना जाता है, जिसे ट्रांजिस्टर तक भी बढ़ाया जाता है, एक पत्र का उपयोग करता है ,उसके बाद एक या अधिक अक्षर और एक संख्या होती है। टाइप डिज़ाइनर हीटर वोल्टेज या करंट (एक अक्षर), नलिका के सभी वर्गों (एक अक्षर प्रति खंड), सॉकेट प्रकार (पहले अंक), और विशेष नलिका (शेष अंक) के कार्यों को निर्दिष्ट करता है। उदाहरण के लिए, ECC83 (12AX7 के बराबर) एक लघु आधार (8) के साथ 6.3V (E) डबल ट्रायोड (CC) है। इस प्रणाली में विशेष-गुणवत्ता वाले नलिका (जैसे, लंबे समय तक कंप्यूटर के उपयोग के लिए) को पहले अक्षर के तुरंत बाद संख्या को स्थानांतरित करके इंगित किया जाता है, E83CC ECC83 के एक विशेष-गुणवत्ता के बराबर है, E55L एक पावर पेंटोड जिसमें कोई उपभोक्ता समतुल्य नहीं है।

विशेष प्रयोजन नलिका
लिफाफे में विशेष गैसों के साथ कुछ विशेष प्रयोजन नलिकाओं का निर्माण किया जाता है। उदाहरण के लिए, वोल्टेज-नियामक नलिकाओं में विभिन्न अक्रिय गैसें जैसे आर्गन, हीलियम या नियॉन होती हैं, जो कि पूर्वानुमानित वोल्टेज पर आयनित होती है। थायराट्रॉन एक विशेष-उद्देश्य वाली नलिका है जो कम दबाव वाली गैस या पारा वाष्प से भरी होती है। निर्वात नलिकाओं की तरह, इसमें एक गर्म कैथोड और एनोड होता है, लेकिन एक नियंत्रण विद्युदग्र भी होता है जो एक ट्रायोड के ग्रिड की तरह कुछ हद तक व्यवहार करता है। जब नियंत्रण विद्युदग्र चालन शुरू करता है, तो गैस आयनित होती है, जिसके बाद नियंत्रण विद्युदग्र अब धारा को रोक नहीं सकता है ,जैसे नलिका चालन में कुंडी। एनोड (प्लेट) वोल्टेज को हटाने से गैस डी-आयनित होने की सुविधा मिलती है, जो इसकी गैर-प्रवाहकीय स्थिति को बहाल करती है।

कुछ थायराट्रॉन अपने भौतिक आकार के लिए बड़ी धाराएँ ले जा सकते हैं। एक उदाहरण लघु टाइप 2D21 है, जो अक्सर 1950 के दशक में ज्यूकबॉक्स में रिले के लिए नियंत्रण स्विच के रूप में देखा जाता है। थायराट्रॉन का एक कोल्ड-कैथोड संस्करण, जो अपने कैथोड के लिए पारा के एक पूल का उपयोग करता है, जिसको इग्नाट्रॉन कहा जाता है जिसे कुछ हजारों एम्पीयर को स्विच कर सकते हैं। हाइड्रोजन युक्त थायराट्रॉन की टर्न-ऑन पल्स और पूर्ण चालन के बीच एक बहुत ही सुसंगत समय विलंब होता है, वे आधुनिक सिलिकॉन-नियंत्रित रेक्टिफायर्स की तरह व्यवहार करते हैं, जिन्हें थाइरिस्टर भी कहा जाता है, क्योंकि थायराट्रॉन के साथ उनकी कार्यात्मक समानता होती है। रडार ट्रांसमीटरों में हाइड्रोजन थायराट्रॉन का लंबे समय से उपयोग किया जाता रहा है।

एक विशेष नलिका क्रिट्रॉन है, जिसका उपयोग तेजी से उच्च-वोल्टेज स्विचिंग के लिए किया जाता है। परमाणु हथियार सेट करने के लिए इस्तेमाल किए गए विस्फोटों को शुरू करने के लिए क्रिट्रोन का उपयोग किया जाता है ,अंतरराष्ट्रीय स्तर पर क्रिट्रॉन को भारी रूप से नियंत्रित किया जाता है।

एक्स-रे नलिका का उपयोग अन्य उपयोगों के बीच मेडिकल इमेजिंग में किया जाता है। फ्लोरोस्कोपी और सीटी इमेजिंग उपकरण में निरंतर-ड्यूटी संचालन के लिए उपयोग की जाने वाली एक्स-रे नलिका एक केंद्रित कैथोड और एक घूर्णन एनोड का उपयोग कर सकती है जिससे बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है। इन्हें शीतलन प्रदान करने के लिए तेल से भरे एल्यूमीनियम आवास में रखा गया है।

फोटोमल्टीप्लायर नलिका प्रकाश का एक अत्यंत संवेदनशील संसूचक है, जो विद्युत संकेतों को उत्पन्न करने और बढ़ाने के लिए उष्मीय उत्सर्जन के बजाय फोटोविद्युत प्रभाव और माध्यमिक उत्सर्जन का उपयोग करता है। परमाणु चिकित्सा इमेजिंग उपकरण और तरल स्किनटिलेशन काउंटर आयनीकरण विकिरण के कारण कम तीव्रता वाले स्किन्टिलेशन का पता लगाने के लिए फोटोमुल्टिप्लियर नलिका सरणियों का उपयोग करते हैं।

1970 के दशक की शुरुआत में प्रतिरोध वेल्डिंग उपकरण में इग्नाट्रॉन नलिका का उपयोग किया गया था। इग्नाट्रॉन में एक कैथोड, एनोड और एक इग्नाइटर था। नलिका बेस पारा से भरा हुआ था और नलिका का उपयोग बहुत ही उच्च धारा स्विच के रूप में किया गया था। नलिका के एनोड और कैथोड के बीच एक बड़ी धारा क्षमता रखी गई थी, लेकिन इसे केवल तब संचालित करने की अनुमति दी गई थी जब पारा के संपर्क में आने वाले इग्नाइटर में पारा को वाष्पीकृत करने और परिपथ को पूरा करने के लिए पर्याप्त धारा थी। क्योंकि इसका उपयोग प्रतिरोध वेल्डिंग में किया गया था, एक एसी परिपथ के दो चरणों के लिए दो इग्नाट्रॉन थे। नलिका के निचले हिस्से में पारा होने के कारण उन्हें शिप करना बेहद मुश्किल था। इन नलिकाओं को अंततः SCRs (सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

बैटरी
बैटरियों ने प्रारंभिक रेडियो सेटों में नलिकाओं द्वारा आवश्यक वोल्टेज प्रदान किया। (A)ए, Bबी, और (C)सी बैटरी के रूप में नामित तीन अलग-अलग बैटरियों का उपयोग करते हुए आम तौर पर तीन अलग-अलग वोल्टेज की आवश्यकता होती थी। (A)ए बैटरी या एलटी (कम-तनाव) बैटरी ने तंतु वोल्टेज प्रदान किया। नलिका हीटर सिंगल, डबल या ट्रिपल-सेल लीड-एसिड बैटरी के लिए डिज़ाइन किए गए थे, जो 2 वी, 4 वी या 6 वी के नाममात्र हीटर वोल्टेज देते थे। पोर्टेबल रेडियो में, कभी-कभी 1.5 या 1 V हीटर के साथ सूखी बैटरियों का उपयोग किया जाता था। हीटर।तंतु की खपत को कम करने से बैटरी के जीवन काल में सुधार हुआ। 1955 तक नलिका युग के अंत तक, हीटर के लिए केवल 50 mA से 10 mA से कम का उपयोग करने वाले नलिका विकसित किए गए थे।

एनोड (प्लेट) पर लागू उच्च वोल्टेज बी बैटरी या एचटी (उच्च-तनाव) आपूर्ति या बैटरी द्वारा प्रदान किया गया था। ये आम तौर पर शुष्क सेल निर्माण के होते थे और आम तौर पर 22.5-, 45-, 67.5-, 90-, 120- या 135-वोल्ट संस्करणों में आते थे।बी-बैटरियों के उपयोग के चरणबद्ध होने के बाद और नलिकाओं की प्लेटों द्वारा आवश्यक उच्च वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए संशोधित लाइन-पावर को नियोजित किया गया था, उच्च वोल्टेज स्रोत का जिक्र करते समय "बी +" शब्द यूएस में बना रहा। अंग्रेजी भाषी दुनिया के अधिकांश लोग इस आपूर्ति को सिर्फ HT (हाई टेंशन) के रूप में संदर्भित करते हैं।

शुरुआती सेटों में ग्रिड बायस बैटरी या "सी" बैटरी का इस्तेमाल किया गया था जो एक नकारात्मक वोल्टेज प्रदान करने के लिए जुड़ा था। चूंकि नलिका के ग्रिड कनेक्शन से कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है, इसलिए इन बैटरियों में कोई करंट ड्रेन नहीं होता है और यह सबसे लंबे समय तक चलती है, जो आमतौर पर अपने स्वयं के शेल्फ जीवन द्वारा सीमित होती है। ग्रिड बायस बैटरी से आपूर्ति शायद ही कभी हो पाती थी, यदि कभी हो पाती थी , तो डिस्कनेक्ट हो जाती थी या रेडियो अन्यथा बंद हो जाता था। एसी पावर की आपूर्ति आम होने के बाद भी, कुछ रेडियो सेट सी(C) बैटरी के साथ बनाए जाते रहे, क्योंकि उन्हें लगभग कभी भी बदलने की आवश्यकता नहीं होती थी।हालांकि अधिक आधुनिक परिपथ कैथोड पूर्वाग्रह का उपयोग करके डिज़ाइन किए गए थे, जिससे तीसरी बिजली आपूर्ति वोल्टेज की आवश्यकता को समाप्त हो गई ,यह कैथोड के अप्रत्यक्ष ताप का उपयोग करने वाली नलिकाओं के साथ-साथ रोकने वाला/संधारित्र युग्मन के विकास के साथ व्यावहारिक हो गया, जिसने पहले के अंतर-स्तरीय ट्रांसफार्मर को बदल दिया।

पूर्वाग्रह के लिए "सी(C) बैटरी" एक पदनाम है जिसका "(C)सी सेल" बैटरी आकार से कोई संबंध नहीं है।

एसी(AC) पावर
प्रारंभिक रेडियो रिसीवर उपयोगकर्ताओं के लिए बैटरी प्रतिस्थापन एक प्रमुख परिचालन लागत थी। बैटरी एलिमिनेटर का विकास, और, 1925 में, घरेलू शक्ति द्वारा संचालित बैटरी रहित रिसीवर, परिचालन लागत में कमी आई और रेडियो की बढ़ती लोकप्रियता में योगदान दिया। कई वाइंडिंग, एक या एक से अधिक रेक्टिफायर (जो स्वयं निर्वात नलिका हो सकते हैं) के साथ एक ट्रांसफार्मर का उपयोग करके बिजली की आपूर्ति, और बड़े फिल्टर कैपेसिटर वैकल्पिक धारा स्रोत से आवश्यक प्रत्यक्ष धारा वोल्टेज प्रदान करते हैं।

लागत में कमी के उपाय के रूप में, विशेष रूप से उच्च-मात्रा वाले उपभोक्ता रिसीवरों में, सभी नलिका हीटरों को समान करंट की आवश्यकता वाले हीटरों का उपयोग करके और समान वार्म-अप समय के साथ एसी आपूर्ति में श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है। ऐसे ही एक डिज़ाइन में, नलिका हीटर स्ट्रिंग पर एक टैप डायल लाइट के लिए आवश्यक 6 वोल्ट की आपूर्ति करता है। एसी मेन से सीधे जुड़े एक हाफ-वेव रेक्टिफायर से उच्च वोल्टेज प्राप्त करके, भारी और महंगा बिजली ट्रांसफार्मर को समाप्त कर दिया गया था। इसने ऐसे रिसीवरों को प्रत्यक्ष धारा, एक तथाकथित एसी/डीसी रिसीवर डिजाइन पर काम करने की अनुमति दी गई। युग के कई अलग-अलग अमेरिकी उपभोक्ता ऐएम्(AM) रेडियो निर्माताओं ने एक समान परिपथ का इस्तेमाल किया, जिसे ऑल अमेरिकन फाइव (All American Five) उपनाम दिया गया।

जहां मुख्य वोल्टेज 100-120 वी रेंज में था, यह सीमित वोल्टेज केवल कम-शक्ति रिसीवर के लिए उपयुक्त साबित हुआ। टेलीविजन रिसीवर को या तो एक ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है या वोल्टेज दोहरीकरण परिपथ का उपयोग कर सकता है। जहां 230 वी नाममात्र मेन वोल्टेज का उपयोग किया गया था, टेलीविजन रिसीवर भी बिजली ट्रांसफार्मर के साथ बांट सकते थे।

उपयोगकर्ताओं के लिए झटके के खतरे को सीमित करने के लिए ट्रांसफार्मर-रहित बिजली आपूर्ति को उनके डिजाइन में सुरक्षा सावधानियों की आवश्यकता होती है, जैसे विद्युत रूप से इन्सुलेटेड कैबिनेट और कैबिनेट को पावर कॉर्ड बांधने वाला एक इंटरलॉक, इसलिए यदि उपयोगकर्ता या सेवा व्यक्ति ने कैबिनेट खोला तो लाइन कॉर्ड आवश्यक रूप से डिस्कनेक्ट हो जाता था। मंत्रिमंडल। एक चीटर कॉर्ड सुरक्षा इंटरलॉक द्वारा उपयोग किए जाने वाले विशेष सॉकेट में समाप्त होने वाला एक पावर कॉर्ड था, तथा सर्वर तब खतरनाक वोल्टेज के साथ उपकरण को पावर दे सकते थे

वार्म-अप देरी से बचने के लिए, "तत्काल" टेलीविजन रिसीवरों ने अपने नलिकाओं के माध्यम से एक छोटा हीटिंग करंट पास किया, तब भी जब सेट नाममात्र का था । स्विच ऑन करने पर, पूर्ण हीटिंग करंट प्रदान किया गया था और सेट लगभग तुरंत चालू हो जाता था।

विश्वसनीयता
ऑक्साइड कैथोड के साथ नलिकाओं की एक विश्वसनीयता समस्या यह संभावना है कि कैथोड धीरे-धीरे नलिका में अन्य तत्वों से गैस अणुओं द्वारा "जहर" बन सकता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों को उत्सर्जित करने की क्षमता कम हो जाती है। फंसी हुई गैसें या धीमी गैस का रिसाव भी कैथोड को नुकसान पहुंचा सकता था या मुक्त गैस अणुओं के आयनीकरण के कारण प्लेट (एनोड) करंट को भगा सकता था। निर्वात कठोरता और निर्माण सामग्री का उचित चयन नलिका जीवनकाल पर प्रमुख प्रभाव था। सामग्री, तापमान और निर्माण के आधार पर, कैथोड की सतह सामग्री भी अन्य तत्वों पर फैल सकती है। कैथोड को गर्म करने वाले प्रतिरोधक हीटर गरमागरम लैंप फिलामेंट्स के समान तरीके से टूट सकते हैं, लेकिन शायद ही कभी टूटते हैं, क्योंकि वे लैंप की तुलना में बहुत कम तापमान पर काम करते हैं।

हीटर की विफलता मोड आमतौर पर टंगस्टन तार का या एक वेल्ड बिंदु पर तनाव से संबंधित फ्रैक्चर होता है और आम तौर पर कई थर्मल (पावर ऑन-ऑफ) चक्रों को अर्जित करने के बाद होता है। कमरे के तापमान पर टंगस्टन तार का प्रतिरोध बहुत कम होता है। एक नकारात्मक तापमान गुणांक उपकरण, जैसे कि एक थर्मिस्टर, उपकरण की हीटर आपूर्ति में शामिल किया जा सकता है या एक रैंप-अप परिपथ को नियोजित किया जा सकता है ताकि हीटर या फिलामेंट्स को एक कदम-फ़ंक्शन में संचालित-अप की तुलना में अधिक धीरे-धीरे ऑपरेटिंग तापमान तक पहुंचने की अनुमति मिल सके। । कम लागत वाले रेडियो में श्रृंखला में जुड़े हीटरों के साथ नलिका होते थे, जिसमें कुल वोल्टेज लाइन (मुख्य) के बराबर होता था। द्वितीय विश्व युद्ध से पहले किए गए कुछ रिसीवरों में श्रृंखला-स्ट्रिंग हीटर थे, जिनमें कुल वोल्टेज के साथ मेन की तुलना में कम था। कुछ के पास एक प्रतिरोध तार था जो वोल्टेज को नलिकाओं को छोड़ने के लिए पावर कॉर्ड की लंबाई चलाता था। अन्य में नियमित नलिकाओं की तरह बने श्रृंखला प्रतिरोधक थे, उन्हें गिट्टी नलिका कहा जाता था।

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, श्रृंखला हीटर स्ट्रिंग्स में उपयोग किए जाने वाले नलिकाओं को सभी के लिए समान ("नियंत्रित") वार्म-अप समय के लिए फिर से डिज़ाइन किया गया था। पहले के डिजाइनों में काफी-भिन्न थर्मल टाइम स्थिरांक थे। उदाहरण के लिए, ऑडियो आउटपुट स्टेज में एक बड़ा कैथोड था और कम-संचालित नलिकाओं की तुलना में अधिक धीरे-धीरे गर्म होता था। इसका परिणाम यह था कि तेजी से गर्म होने वाले हीटर भी अस्थायी रूप से उच्च प्रतिरोध में थे, अपने सकारात्मक तापमान गुणांक के कारण। इस अनुपातहीन प्रतिरोध के कारण उन्हें अस्थायी रूप से हीटर वोल्टेज के साथ उनकी रेटिंग के ऊपर अच्छी तरह से काम करना पड़ा, और उनके जीवन को छोटा कर दिया।

एक और महत्वपूर्ण विश्वसनीयता समस्या नलिका में हवा के रिसाव के कारण होती है। आमतौर पर हवा में ऑक्सीजन गर्म तंतु या कैथोड के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करता है, और जल्दी से इसे बर्बाद कर देता है। डिजाइनरों ने नलिका डिजाइन विकसित किए जो मज़बूती से सील कर दिए। यही कारण है कि अधिकांश नलिकाओं का निर्माण कांच से किया गया था। धातु मिश्र धातुओं (जैसे कि क्यूनाइफ और फर्निको) और चश्मे को प्रकाश बल्बों के लिए विकसित किया गया था जो समान मात्रा में विस्तारित और अनुबंधित होते थे, क्योंकि तापमान बदल गया था। कांच के माध्यम से विद्युदग्र के लिए कनेक्शन तारों को पारित करते हुए, इनसे कांच के एक इन्सुलेटिंग लिफाफे का निर्माण करना आसान हो गया।

जब एक निर्वात नलिका को ओवरलोड किया जाता है या उसके डिजाइन अपव्यय को अतीत में संचालित किया जाता है, तो इसका एनोड (प्लेट) लाल चमक सकता है। उपभोक्ता उपकरणों में, एक चमकती प्लेट सार्वभौमिक रूप से एक अतिभारित नलिका का संकेत है। हालांकि, कुछ बड़े संचारित नलिकाओं को लाल, नारंगी, या दुर्लभ मामलों में, सफेद गर्मी में उनके एनोड के साथ संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मानक नलिकाओं के विशेष गुणवत्ता वाले संस्करण अक्सर बनाए जाते थे, जो कुछ मामलों में बेहतर प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किए गए थे, जैसे कि लंबा जीवन कैथोड, कम शोर निर्माण, ऊबड़-खाबड़ फिलामेंट्स के माध्यम से यांत्रिक असभ्यता, कम माइक्रोफ़ोनी, उन अनुप्रयोगों के लिए जहां नलिका अपना अधिकांश समय काट कर खर्च करेगी, आदि।, एक विशेष गुणवत्ता वाले हिस्से की विशेष विशेषताओं को जानने का एकमात्र तरीका डेटाशीट को पढ़ना है। नाम मानक नाम (12AU7 ==> 12AU7A, इसके समकक्ष ECC82 ==> E82CC, आदि) को प्रतिबिंबित कर सकते हैं, या बिल्कुल कुछ भी हो (एक ही नलिका के मानक और विशेष-गुणवत्ता वाले समकक्षों में 12AU7, ECC82, B329, CV491, E2163, E812CC, M8136, CV4003, 6067, VX7058, 5814A और 12AU7A) शामिल हैं। सबसे लंबे समय तक रिकॉर्ड किए गए वाल्व जीवन को मज़्दा एसी/पी पेंटोड वाल्व (सीरियल नंबर 4418) द्वारा बीबीसी के मुख्य उत्तरी आयरलैंड ट्रांसमीटर लिसनगरवे में संचालन में अर्जित किया गया था। वाल्व 1935 से 1961 तक सेवा में था और 232,592 घंटे का रिकॉर्ड किया गया जीवन था। बीबीसी ने अपने वाल्व के जीवन के सावधानीपूर्वक रिकॉर्ड को अपने केंद्रीय वाल्व स्टोरों में आवधिक रिटर्न के साथ बनाए रखा।

निर्वात
नलिका के भीतर सकारात्मक आयन उत्पन्न करने के परिणामों से बचने के लिए एक निर्वात नलिका को अत्यधिक उच्च निर्वात (या एक्स-रे कठोर निर्वात) की आवश्यकता होती है।) अवशिष्ट गैस परमाणु एक इलेक्ट्रॉन से टकराने पर आयनित हो जाते हैं और कैथोड पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकते हैं, उत्सर्जन को कम कर सकते हैं। बड़ी मात्रा में अवशिष्ट गैस नलिका विद्युदग्र के बीच एक दृश्यमान चमक निर्वहन बना सकती है और विद्युदग्र के अधिक गर्म होने का कारण बन सकती है, और अधिक गैस का उत्पादन करती है, तथा नलिका को नुकसान पहुंचाती है और संभवतः अतिरिक्त धारा के कारण अन्य घटकों को नुकसान पहुंचाती है। इन प्रभावों से बचने के लिए, नलिका के भीतर अवशिष्ट दबाव कम होना चाहिए कि एक इलेक्ट्रॉन का औसत मुक्त पथ नलिका के आकार की तुलना में अधिक लंबा है (इसलिए एक इलेक्ट्रॉन के अवशिष्ट परमाणु से टकराने की संभावना नहीं है और इसलिए बहुत कम आयनित परमाणु मौजूद होंगे)। निर्माण के समय वाणिज्यिक निर्वात नलिकाओं को लगभग 0.000001 mmHg (1.0×10−6 Torr, 130 μPa, 1.3×10−6 mbar, 1.3×10−9 atm) तक खाली कर दिया जाता है।

नलिका के निर्वात से समझौता करने से गैसों को रोकने के लिए, आधुनिक नलिकाओं का निर्माण गेटर्स के साथ किया जाता है, जो आमतौर पर धातुएं होती हैं जो जल्दी से ऑक्सीकरण करती हैं, और बेरियम से आम होती है। ग्लास नलिकाओं के लिए, जबकि नलिका लिफाफे को खाली किया जा रहा है, गेट्टर को छोड़कर आंतरिक भागों को धातु भागों से किसी भी शेष गैस को विकसित करने के लिए आरएफ(RF) इंडक्शन हीटिंग द्वारा गर्म किया जाता है। फिर नलिका को सील कर दिया जाता है और फ्लैश गेटर्स के लिए गेटर ट्रफ या पैन को फिर से रेडियो फ्रीक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग द्वारा उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, जिससे गेटर सामग्री वाष्पीकृत हो जाती है और किसी भी अवशिष्ट गैस के साथ प्रतिक्रिया करती है। वाष्प कांच के लिफाफे के अंदर जमा हो जाती है, जिससे चांदी के रंग का धातु का पैच निकल जाता है जो कम मात्रा में गैस को अवशोषित करता रहता है जो अपने कामकाजी जीवन के दौरान नलिका में लीक हो सकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए वाल्व डिज़ाइन के साथ बहुत सावधानी बरती जाती है कि यह सामग्री किसी भी काम करने वाले विद्युदग्र पर जमा नहीं हो। यदि एक नलिका लिफाफे में एक गंभीर रिसाव विकसित करता है, तो यह जमा एक सफेद रंग में बदल जाता है क्योंकि यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। बड़े संचारण और विशेष नलिका अक्सर ज़िरकोनियम जैसे अधिक विदेशी गेट्टर सामग्री का उपयोग करते हैं। प्रारंभिक गेटर्ड नलिकाओं में फॉस्फोरस-आधारित गेटर्स का उपयोग किया जाता है, और इन नलिकाओं को आसानी से पहचाना जा सकता है, क्योंकि फॉस्फोरस कांच पर एक विशिष्ट नारंगी या इंद्रधनुष जमा छोड़ देता है। फॉस्फोरस का उपयोग अल्पकालिक था और इसे जल्दी से बेहतर बेरियम गेटर्स द्वारा बदल दिया गया था। बेरियम गेटर्स के विपरीत, फास्फोरस ने एक बार आगे बढ़ने के बाद किसी भी और गैसों को अवशोषित नहीं किया।

गेटर्स रासायनिक रूप से अवशिष्ट या घुसपैठ गैसों के साथ संयोजन करके कार्य करते हैं, लेकिन निष्क्रिय (गैर-प्रतिक्रियाशील) अक्रिय गैसों का मुकाबला करने में असमर्थ होते हैं। एक ज्ञात समस्या, जो मुख्य रूप से कैथोड-रे नलिका और कैमरा नलिका जैसे कि आइकोस्कोप, ऑर्थोकॉन और इमेज ऑर्थोकॉन जैसे बड़े लिफाफे वाले वाल्वों को प्रभावित करती है, जो हीलियम घुसपैठ से आती है। प्रभाव बिगड़ा हुआ या अनुपस्थित कामकाज के रूप में दिखाई देता है, और नलिका के अंदर इलेक्ट्रॉन धारा के साथ एक विसरित चमक के रूप में प्रकट होता है। इस प्रभाव को ठीक नहीं किया जा सकता है (पुनर्मूल्यांकन और पुनर्विचार की कमी), और इस तरह की नलिकाओं के दुर्लभ और दुर्लभ होने के काम के उदाहरणों के लिए जिम्मेदार है। अप्रयुक्त ("न्यू ओल्ड स्टॉक") नलिका भी निष्क्रिय गैस घुसपैठ का प्रदर्शन कर सकते हैं, इसलिए भविष्य में इन नलिका प्रकारों के जीवित रहने की कोई दीर्घकालिक गारंटी नहीं है।

संचारण नलिका्स
बड़ी संचारण नलिकाओं में कार्बोनेटेड टंगस्टन फिलामेंट्स होते हैं जिनमें थोरियम का एक छोटा सा ट्रेस (1% से 2%) होता है। थोरियम परमाणुओं की एक अत्यंत पतली (आणविक) परत तार की कार्बोनेटेड परत के बाहर बनती है और गर्म होने पर इलेक्ट्रॉनों के एक कुशल स्रोत के रूप में काम करती है। थोरियम धीरे -धीरे तार की सतह से वाष्पित हो जाता है, जबकि नए थोरियम परमाणु उन्हें बदलने के लिए सतह पर फैल जाते हैं। इस तरह के थोरियेटेड टंगस्टन कैथोड आमतौर पर हजारों घंटे में जीवनकाल  प्रदान करते हैं। एक थोरिएटेड-टंगस्टन तंतु के लिए जीवन का अंत परिदृश्य तब होता है जब कार्बोनेटेड परत को ज्यादातर टंगस्टन कार्बाइड के दूसरे रूप में वापस बदल दिया गया है और उत्सर्जन तेजी से गिरना शुरू कर देता है,इस प्रकार के उत्सर्जक के साथ एक नलिका में थोरियम का पूर्ण नुकसान कभी भी जीवन के अंत का कारक नहीं पाया गया है। हंट्सविले, अलबामा में WAAY-TV ने अपने ट्रांसमीटर के दृश्य परिपथ में एक Eimac बाहरी गुहा क्लिस्ट्रॉन से 163,000 घंटे (18.6 वर्ष) की सेवा हासिल की, यह इस प्रकार की नलिका के लिए उच्चतम प्रलेखित सेवा जीवन है। यह कहा गया है  यह कहा गया है [कौन?] कि निर्वात नलिका वाले ट्रांसमीटर ट्रांजिस्टर ट्रांसमीटरों की तुलना में बिजली के झटके से बचने में बेहतर होते हैं। हालांकि यह आमतौर पर माना जाता था कि निर्वात नलिका लगभग 20 किलोवाट से ऊपर आरएफ बिजली के स्तर पर ठोस-अवस्था परिपथ की तुलना में अधिक कुशल थे, यह अब मामला नहीं है, विशेष रूप से मध्यम तरंग (एएम प्रसारण) सेवा में जहां लगभग बिजली स्तरों पर ठोस-अवस्था ट्रांसमीटरों में औसत रूप से उच्च दक्षता होती है। लगभग 15kW तक के ठोस-अवस्था बिजली प्रवर्धकों वाले FM प्रसारण ट्रांसमीटर भी नलिका-आधारित पावर प्रवर्धकों की तुलना में बेहतर समग्र बिजली दक्षता दिखाते हैं।

प्राप्त नलिका
छोटे प्राप्त करने वाली नलिकाओं में कैथोड को बेरियम ऑक्साइड और स्ट्रोंटियम ऑक्साइड के मिश्रण के साथ लेपित किया जाता है, और कभी -कभी कैल्शियम ऑक्साइड या एल्यूमीनियम ऑक्साइड के साथ भी। एक विद्युत हीटर को कैथोड आस्तीन में डाला जाता है और एल्युमिनियम ऑक्साइड के लेप द्वारा विद्युत रूप से इससे अछूता रहता है। इस जटिल निर्माण के कारण बेरियम और स्ट्रोंटियम परमाणु कैथोड की सतह पर फैल जाते हैं और लगभग 780 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं।

विनाशकारी विफलताएं
एक भयावह विफलता वह है जो अचानक निर्वात नलिका को अनुपयोगी बनाती है। कांच के लिफाफे में एक दरार हवा को नलिका में जाने देगी और इसे नष्ट कर देगी। दरारें कांच में तनाव, मुड़े हुए पिन या प्रभावों के परिणामस्वरूप हो सकती हैं, पिंस पर कांच में तनाव को रोकने के लिए नलिका सॉकेट्स को थर्मल विस्तार की अनुमति देनी चाहिए। यदि धातु की ढाल या अन्य वस्तु नलिका के लिफाफे पर दबाव डालती है और कांच के अंतर को गर्म करती है तो तनाव जमा हो सकता है। हाई-वोल्टेज आर्किंग से कांच भी क्षतिग्रस्त हो सकता है।

अधिक वोल्टेज के संपर्क में या विनिर्माण दोषों के परिणामस्वरूप ,नलिका हीटर बिना किसी चेतावनी के भी विफल हो सकते हैं। नलिका हीटर आम तौर पर लैंप फिलामेंट्स की तरह वाष्पीकरण से विफल नहीं होते हैं क्योंकि वे बहुत कम तापमान पर काम करते हैं। जब हीटर को पहली बार सक्रिय किया जाता है तो दबाव की वृद्धि हीटर में तनाव का कारण बनती है और धीरे-धीरे हीटर को गर्म करने से बचा जा सकता है, परिपथ में शामिल एनटीसी थर्मिस्टर के साथ धीरे-धीरे धारा में वृद्धि होती है। आपूर्ति के दौरान हीटर के श्रृंखला-स्ट्रिंग संचालन के लिए इच्छित नलिकाओं में कुछ हीटरों पर अतिरिक्त वोल्टेज से बचने के लिए एक निर्दिष्ट नियंत्रित वार्म-अप समय होता है क्योंकि अन्य गर्म हो जाते हैं। बैटरी-संचालित नलिकाओं या कुछ रेक्टिफायर में उपयोग किए जाने वाले सीधे गर्म फिलामेंट-प्रकार के कैथोड्स विफल हो सकते हैं यदि तंतु शिथिल हो जाता है, जिससे आंतरिक आर्किंग होता है।अप्रत्यक्ष रूप से गर्म कैथोड में अतिरिक्त हीटर-टू-कैथोड वोल्टेज तत्वों के बीच इन्सुलेशन को तोड़ सकता है और हीटर को नष्ट कर सकता है।

नलिका तत्वों के बीच आर्किंग नलिका को नष्ट कर सकता है। कैथोड के ऑपरेटिंग तापमान तक आने से पहले एनोड (प्लेट) पर वोल्टेज लगाने से चाप हो सकता है, या एक रेक्टिफायर के माध्यम से अतिरिक्त धारा खींचकर, जो उत्सर्जन कोटिंग को नुकसान पहुंचाता है। आर्क(Arcs) को नलिका के अंदर किसी भी ढीली सामग्री, या अतिरिक्त स्क्रीन वोल्टेज द्वारा भी शुरू किया जा सकता है। नलिका के अंदर एक चाप गैस को नलिका सामग्री से विकसित करने की अनुमति देता है,और आंतरिक इन्सुलेटिंग स्पेसर पर प्रवाहकीय सामग्री जमा कर सकता है ।

नलिका रेक्टिफायर्स में सीमित धारा क्षमता होती है और रेटिंग से अधिक होने से अंततः एक नलिका नष्ट हो जाएगी।

अपक्षयी विफलताएं
अपक्षयी विफलताएं समय के साथ प्रदर्शन की धीमी गिरावट के कारण होती हैं।

नियंत्रण ग्रिड या अभ्रक स्पेसर इंसुलेटर जैसे आंतरिक भागों के अत्यधिक गरम होने के परिणामस्वरूप फंसी हुई गैस नलिका में निकल सकती है, यह प्रदर्शन को कम कर सकता है। नलिका संचालन के दौरान विकसित गैसों को अवशोषित करने के लिए एक गेटर का उपयोग किया जाता है, लेकिन इसमें गैस के साथ संयोजन करने की सीमित क्षमता होती है। लिफाफा तापमान का नियंत्रण कुछ प्रकार के गैसिंग को रोकता है। प्लेट वोल्टेज लागू होने पर असामान्य रूप से उच्च स्तर की आंतरिक गैस वाली एक नलिका एक दृश्यमान नीली चमक प्रदर्शित कर सकती है। गेट्टर (एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातु होने के नाते) कई वायुमंडलीय गैसों के खिलाफ प्रभावी है, लेकिन हेलियम जैसी गैसों को निष्क्रिय करने के लिए कोई (या बहुत सीमित) रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं करता है। एक प्रगतिशील प्रकार की विफलता, विशेष रूप से शारीरिक रूप से बड़े लिफाफे जैसे कि कैमरा नलिका और कैथोड-रे नलिका द्वारा उपयोग किए जाने वाले, हीलियम घुसपैठ से आते हैं।। सटीक तंत्र स्पष्ट नहीं है , मेटल-टू-ग्लास लीड-इन सील एक संभावित घुसपैठ स्थल हैं।

नलिका के भीतर गैस और आयन ग्रिड करंट में योगदान करते हैं जो एक निर्वात-नलिका परिपथ के संचालन को बाधित कर सकते हैं। ओवरहीटिंग का एक अन्य प्रभाव आंतरिक स्पेसर पर धातु के वाष्पों का धीमा जमा होना है, जिसके परिणामस्वरूप अंतर-तत्व रिसाव होता है।

लंबी अवधि के लिए स्टैंडबाय पर नलिका, हीटर वोल्टेज लागू होने के साथ, उच्च कैथोड इंटरफ़ेस प्रतिरोध विकसित कर सकते हैं और खराब उत्सर्जन विशेषताओं को प्रदर्शित कर सकते हैं। यह प्रभाव विशेष रूप से पल्स और डिजिटल परिपथ में हुआ, जहां नलिकाओं में विस्तारित समय के लिए कोई प्लेट करंट प्रवाह नहीं था। इस तरह के ऑपरेशन के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए नलिका बनाए गए थे।

कैथोड रिक्तीकरण हजारों घंटों के सामान्य उपयोग के बाद उत्सर्जन की हानि है। कभी -कभी हीटर वोल्टेज को बढ़ाकर, या तो थोड़े समय के लिए या कुछ प्रतिशत की स्थायी वृद्धि के लिए उत्सर्जन को एक समय के लिए बहाल किया जा सकता है। कैथोड की कमी सिग्नल नलिकाओं में असामान्य थी, लेकिन मोनोक्रोम टेलीविजन कैथोड-रे नलिका की विफलता का एक लगातार कारण था। इस महंगे घटक के प्रयोग करने योग्य जीवन को कभी -कभी हीटर वोल्टेज को बढ़ाने के लिए एक बूस्ट ट्रांसफार्मर को फिट करके बढ़ाया गया था।

अन्य विफलताएं
निर्वात नलिका ऑपरेशन में दोषों को विकसित कर सकते हैं जो किसी दिए गए उपकरण में एक व्यक्तिगत नलिका को अनुपयुक्त बनाते हैं, हालांकि यह किसी अन्य अनुप्रयोग में संतोषजनक ढंग से प्रदर्शन कर सकता है। माइक्रोफोनिक्स नलिका तत्वों के आंतरिक कंपन को संदर्भित करता है जो नलिका के सिग्नल को अवांछनीय तरीके से संशोधित करते हैं, ध्वनि या कंपन पिक-अप संकेतों को प्रभावित कर सकता है, या यहां तक कि अनियंत्रित हॉलिंग का कारण बन सकता है यदि एक प्रतिक्रिया पथ (एकता लाभ से अधिक के साथ) एक माइक्रोफोनिक नलिका के बीच विकसित होता है और उदाहरण के लिए, एक लाउडस्पीकर के बीच विकसित होता है। एसी(AC) हीटर और कैथोड के बीच लीकेज करंट परिपथ में जुड़ सकता है, या हीटर के सिरों से सीधे निकलने वाले इलेक्ट्रॉन भी सिग्नल में ह्यूम को इंजेक्ट कर सकते हैं। आंतरिक संदूषण के कारण रिसाव धारा भी शोर को इंजेक्ट कर सकता है। इनमें से कुछ प्रभाव नलिकाओं को छोटे-सिग्नल ऑडियो उपयोग के लिए अनुपयुक्त बनाते हैं, हालांकि अन्य उद्देश्यों के लिए आपत्तिजनक नहीं हैं। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए नाममात्र समान नलिकाओं के एक बैच का चयन करना बेहतर परिणाम पैदा कर सकता है।

नलिका पिन गर्मी या गंदगी के कारण गैर-संचालन या उच्च प्रतिरोध सतह फिल्मों को विकसित कर सकते हैं। चालन को बहाल करने के लिए पिन को साफ किया जा सकता है।

परीक्षण
क्यूम नलिका टेस्टर का उपयोग करके उनके परिपथरी के बाहर निर्वात नलिकाओं का परीक्षण किया जा सकता है।

अन्य निर्वात नलिका उपकरण
अधिकांश छोटे सिग्नल निर्वात नलिका उपकरणों को अर्धचालकों द्वारा हटा दिया गया है, लेकिन कुछ निर्वात नलिका विद्युत उपकरण अभी भी सामान्य उपयोग में हैं। मैग्नेट्रॉन सभी माइक्रोवेव ओवन में उपयोग की जाने वाली नलिका का प्रकार है। पावर सेमीकंडक्टर तकनीक में अत्याधुनिक अत्याधुनिक होने के बावजूद, निर्वात नलिका में अभी भी उच्च आवृत्ति वाले आरएफ बिजली उत्पादन के लिए विश्वसनीयता और लागत लाभ हैं।

कुछ नलिका, जैसे मैग्नेट्रोन, ट्रैवलिंग-वेव नलिका, कार्सिनोट्रॉन और क्लिस्ट्रॉन, चुंबकीय और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रभावों को मिलाते हैं। ये कुशल (आमतौर पर संकीर्ण-बैंड) आरएफ जनरेटर हैं और अभी भी रडार, माइक्रोवेव ओवन और औद्योगिक हीटिंग में उपयोग करते हैं। ट्रैवलिंग-वेव नलिका (TWTs) बहुत अच्छे प्रवर्धकों हैं और यहां तक कि कुछ संचार उपग्रहों में भी उपयोग किए जाते हैं। उच्च शक्ति वाली क्लिस्ट्रॉन एम्पलीफायर नलिका यूएचएफ रेंज में सैकड़ों किलोवाट प्रदान कर सकती हैं।

कैथोड किरण नलिका
कैथोड रे नलिका (CRT) एक निर्वात नलिका है जिसका उपयोग विशेष रूप से प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए किया जाता है। यद्यपि कैथोड किरण नलिकाओं का उपयोग करके अभी भी कई टेलीविजन और कंप्यूटर मॉनिटर हैं, उन्हें तेजी से फ्लैट पैनल डिस्प्ले द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जिनकी कीमतों में गिरावट के बावजूद गुणवत्ता में काफी सुधार हुआ है। यह डिजिटल ऑस्किलोस्कोप (आंतरिक कंप्यूटर और एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स के आधार पर) के बारे में भी सच है, हालांकि पारंपरिक एनालॉग स्कोप (सीआरटी पर निर्भर) का उत्पादन जारी है, किफायती हैं, और कई तकनीशियनों द्वारा पसंद किए जाते हैं। एक समय में कई रेडियो "मैजिक आई नलिका" का उपयोग करते थे, एक विशेष प्रकार का सीआरटी जो मीटर की गति के स्थान पर एक टेप रिकॉर्डर में सिग्नल की शक्ति या इनपुट स्तर को इंगित करने के लिए उपयोग किया जाता था। एक आधुनिक संकेतक उपकरण, निर्वात फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (VFD) भी एक प्रकार का कैथोड रे नलिका है।

एक्स-रे नलिका एक प्रकार की कैथोड-रे नलिका है जो उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रॉनों के एनोड से टकराने पर एक्स-रे उत्पन्न करती है।

उच्च-शक्ति मिलीमीटर बैंड तरंगों को उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले जाइरोट्रॉन या निर्वात मासर, चुंबकीय निर्वात नलिका होते हैं जिसमें उच्च वोल्टेज के कारण एक छोटे सापेक्ष प्रभाव का उपयोग इलेक्ट्रॉनों को गुच्छ करने के लिए किया जाता है। जाइरोट्रॉन बहुत उच्च शक्तियां (सैकड़ों किलोवाट) उत्पन्न कर सकते हैं। उच्च-शक्ति सुसंगत प्रकाश और यहां तक ​​कि एक्स-रे उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर, उच्च-ऊर्जा कण त्वरक द्वारा संचालित अत्यधिक सापेक्ष निर्वात नलिका हैं। इस प्रकार, ये कैथोड-रे नलिका के प्रकार हैं।

इलेक्ट्रॉन गुणक
एक फोटोमुल्टिप्लियर एक फोटोनलिका है जिसकी संवेदनशीलता इलेक्ट्रॉन गुणन के उपयोग के माध्यम से बहुत बढ़ जाती है। यह द्वितीयक उत्सर्जन के सिद्धांत पर काम करता है, जिससे फोटोकैथोड द्वारा उत्सर्जित एक एकल इलेक्ट्रॉन एक विशेष प्रकार के एनोड से टकराता है जिसे डायनोड के रूप में जाना जाता है, जिससे उस डायनोड से अधिक इलेक्ट्रॉनों को जारी किया जाता है। उन इलेक्ट्रॉनों को एक उच्च वोल्टेज पर एक और डायनोड की ओर त्वरित किया जाता है, अधिक माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को को मुक्त किया जाता है, ऐसे 15 चरण एक बड़ा विस्तार प्रदान करते हैं। ठोस-अवस्था फोटोडेटेक्टर्स (जैसे सिंगल-फोटॉन हिमस्खलन डायोड) में बहुत प्रगति के बावजूद, फोटोमल्टीप्लायर नलिकाओं की सिंगल-फोटॉन डिटेक्शन क्षमता इस निर्वात नलिका उपकरण को कुछ अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट बनाती है। इस तरह की नलिका का उपयोग गीगर -म्यूलर नलिका (स्वयं एक वास्तविक निर्वात नलिका नहीं) के विकल्प के रूप में आयनकारी विकिरण का पता लगाने के लिए भी किया जा सकता है। ऐतिहासिक रूप से, आधुनिक सीसीडी सरणियों के विकास से पहले टेलीविजन स्टूडियो में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली छवि ऑर्थोकॉन टीवी कैमरा नलिका में भी मल्टीस्टेज इलेक्ट्रॉन गुणन का उपयोग किया जाता था।

दशकों के लिए, इलेक्ट्रॉन-नलिका डिजाइनरों ने लाभ बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रॉन गुणकों के साथ एम्पलीफाइंग नलिकाओं को बढ़ाने की कोशिश की, लेकिन इन्हें कम जीवन का सामना करना पड़ा क्योंकि डायनोड्स के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री नलिका के गर्म कैथोड को "जहर" कर देती थी। (उदाहरण के लिए, दिलचस्प आरसीए 1630 सेकेंडरी-एमिशन नलिका का विपणन किया गया था, लेकिन यह टिक नहीं पाया था।) हालांकि, अंततः, नीदरलैंड के फिलिप्स ने ईएफपी 60 नलिका विकसित की जिसका जीवनकाल संतोषजनक था और कम से कम एक उत्पाद, एक प्रयोगशाला पल्स जनरेटर में इस्तेमाल किया गया था। उस समय तक, ट्रांजिस्टर तेजी से सुधार कर रहे थे, क्योकि इस तरह के विकास को अनावश्यक बना दिया गया था।

यह एक प्रकार का गुणक है, जिसे "चैनल इलेक्ट्रॉन गुणक" कहा जाता है, व्यक्तिगत डायनोड्स का उपयोग नहीं करता है, लेकिन इसमें एक घुमावदार नलिका होती है, जैसे कि एक हेलिक्स, जो अच्छे माध्यमिक उत्सर्जन के साथ सामग्री के साथ अंदर पर लेपित होती है। द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को पकड़ने के लिए एक प्रकार का फ़नल होता है। यह एक निरंतर डायनोड प्रतिरोधक था, और इसके छोर इलेक्ट्रॉनों के बार -बार कैस्केड बनाने के लिए पर्याप्त वोल्टेज से जुड़ते थे। माइक्रोचैनल प्लेट में इमेज प्लेन पर सिंगल स्टेज इलेक्ट्रॉन मल्टीप्लायरों की एक सरणी होती है, इनमें से कई को तब ढेर किया जा सकता है जब इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, एक छवि गहनता के रूप में किया जा सकता है जिसमें असतत चैनल फ़ोकसिंग के लिए स्थानापन्न करते हैं।

टेक्ट्रोनिक्स ने फॉस्फोर परत के पीछे एक चैनल इलेक्ट्रॉन गुणक प्लेट के साथ एक उच्च-प्रदर्शन वाला वाइडबैंड ऑसिलोस्कोप सीआरटी बनाया। यह प्लेट बड़ी संख्या में लघु व्यक्तिगत c.e.m. की एक बंडल सरणी थी ,जिसे नलिकाओं ने कम-धारा बीम को स्वीकार करने के लिए और व्यावहारिक चमक का प्रदर्शन प्रदान करने के लिए इसे तेज कर दिया। नलिकाओं ने कम-वर्तमान बीम को स्वीकार कर लिया और व्यावहारिक चमक का प्रदर्शन प्रदान करने के लिए इसे तेज कर दिया। (वाइडबैंड इलेक्ट्रॉन गन के इलेक्ट्रॉन प्रकाशिकी फॉस्फोर को सीधे उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त धारा प्रदान नहीं कर सकी।)

आला अनुप्रयोग
हालांकि अधिकांश एम्पलीफाइंग, स्विचिंग और रेक्टीफाइंग अनुप्रयोगों में निर्वात नलिकाओं को बड़े पैमाने पर ठोस-अवस्था उपकरणों से बदल दिया गया है, लेकिन कुछ अपवाद हैं। ऊपर उल्लिखित विशेष कार्यों के अतिरिक्त, नलिकाओं में अभी भी कुछ विशिष्ट अनुप्रयोग हैं।

सामान्य तौर पर, निर्वात नलिका क्षणिक ओवरवॉल्टेज के लिए संबंधित ठोस-अवस्था वाले घटकों की तुलना में बहुत कम संवेदनशील होते हैं, जैसे कि मुख्य वोल्टेज सर्ज या बिजली, परमाणु विस्फोटों का विद्युत चुम्बकीय पल्स प्रभाव, या विशाल सौर फ्लेयर्स द्वारा निर्मित भू -चुंबकीय तूफान आदि। अधिक व्यावहारिक और कम खर्चीली ठोस-अवस्था तकनीक के समान अनुप्रयोगों के लिए उपलब्ध होने के बाद, इस संपत्ति ने उन्हें कुछ सैन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयोग में रखा, उदाहरण के लिए मिग(MiG) -25 के साथ इसका उपयोग किया गया।

निर्वात नलिका अभी भी औद्योगिक रेडियो आवृत्ति हीटिंग, कण त्वरक, और प्रसारण ट्रांसमीटर जैसे अनुप्रयोगों में रेडियो आवृत्तियों पर उच्च शक्ति उत्पन्न करने में ठोसअवस्था उपकरणों के लिए व्यावहारिक विकल्प होते है। यह माइक्रोवेव आवृत्तियों पर विशेष रूप से सच है जहां क्लिस्ट्रॉन और ट्रैवलिंग-वेव नलिका जैसे उपकरण धारा अर्धचालक उपकरणों का उपयोग करके अप्राप्य बिजली के स्तर पर प्रवर्धन प्रदान करते हैं। घरेलू माइक्रोवेव ओवन एक मैग्नेट्रोन नलिका का उपयोग कुशलतापूर्वक सैकड़ों वाट माइक्रोवेव शक्ति उत्पन्न करने के लिए करता है। ठोस-अवस्था उपकरण जैसे गैलियम नाइट्राइड प्रतिस्थापन का वादा कर रहे हैं, लेकिन बहुत महंगे हैं और अभी भी विकास में है ।

सैन्य अनुप्रयोगों में, एक उच्च शक्ति वाली निर्वात नलिका 10-100 मेगावाट सिग्नल उत्पन्न कर सकती है जो एक असुरक्षित रिसीवर के फ्रंटएंड को जला सकती है। ऐसे उपकरणों को गैर-परमाणु विद्युत चुम्बकीय हथियार माना जाता है ,उन्हें 1990 के दशक के अंत में यू.एस. और रूस दोनों द्वारा पेश किया गया था ।

ऑडीओफाइल्स
तीन क्षेत्रों में व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य नलिका एम्पलीफायर बनाने के लिए पर्याप्त लोग नलिका ध्वनि पसंद करते हैं, गीत वाद्ययंत्र (जैसे, गिटार) एम्पलीफायरों, रिकॉर्डिंग स्टूडियो में उपयोग किए जाने वाले उपकरण, और ऑडियोफाइल उपकरण आदि ।

कई गिटारवादक ठोस-अवस्था मॉडल के लिए वाल्व प्रवर्धकों का उपयोग करना पसंद करते हैं, अक्सर जिस तरह से वे ओवरड्राइव होने पर विकृत हो जाते हैं। कोई भी एम्पलीफायर केवल एक निश्चित मात्रा में एक संकेत को सटीक रूप से बढ़ा सकता है, इस सीमा के बाद, एम्पलीफायर सिग्नल को विकृत करना शुरू कर देगा। विभिन्न परिपथ अलग-अलग तरीकों से सिग्नल को विकृत करेंगे; कुछ गिटारवादक निर्वात नलिकाओं की विकृति विशेषताओं को पसंद करते हैं।अधिकांश लोकप्रिय विंटेज मॉडल निर्वात नलिका का उपयोग करते हैं।

कैथोड रे नलिका
कैथोड रे नलिका 21 वीं सदी की शुरुआत में टेलीविज़न और कंप्यूटर मॉनिटर के लिए प्रमुख प्रदर्शन तकनीक थी। हालांकि, एलसीडी फ्लैट पैनल प्रौद्योगिकी की तेजी से प्रगति और गिरती कीमतों ने जल्द ही इन उपकरणों में सीआरटी की जगह ले ली। 2010 तक, अधिकांश CRT उत्पादन समाप्त हो गया था।

क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक का उपयोग करने वाली निर्वात नलिका
21वीं सदी के शुरुआती वर्षों में निर्वात नलिकाओं में दिलचस्पी बढ़ी है, जैसा कि एकीकृत परिपथ प्रौद्योगिकी में होता है वैसा इस बार एक फ्लैट सिलिकॉन सब्सट्रेट पर इलेक्ट्रॉन उत्सर्जक के साथ हुआ।इस विषय को अब निर्वात नैनोविद्युत्स कहा जाता है। सबसे आम डिजाइन एक बड़े क्षेत्र के क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्रोत के रूप में एक ठंडे कैथोड का उपयोग करता है (उदाहरण के लिए एक क्षेत्र उत्सर्जक सरणी)। इन उपकरणों के साथ, इलेक्ट्रॉनों को बड़ी संख्या में बारीकी से अलग-अलग व्यक्तिगत उत्सर्जन स्थलों से क्षेत्र-उत्सर्जित किया जाता है।

इस तरह के एकीकृत माइक्रोनलिका ब्लूटूथ और वाई-फाई ट्रांसमिशन के लिए, और रडार और उपग्रह संचार में मोबाइल फोन सहित माइक्रोवेव उपकरणों में आवेदन पा सकते हैं। (2012 तक), क्षेत्र उत्सर्जन प्रदर्शन प्रौद्योगिकी में संभावित अनुप्रयोगों के लिए उनका अध्ययन किया जा रहा था, लेकिन महत्वपूर्ण उत्पादन समस्याएं थीं

2014 तक, नासा के एम्स रिसर्च सेंटर को सीएमओएस तकनीकों का उपयोग करके उत्पादित निर्वात-चैनल ट्रांजिस्टर पर काम करने की सूचना मिली थी।

एक निर्वात नलिका का अंतरिक्ष चार्ज
जब एक कैथोड को गर्म किया जाता है और 1050 डिग्री केल्विन (777 डिग्री सेल्सियस) के आसपास के ऑपरेटिंग तापमान तक पहुंच जाता है, तो इसकी सतह से मुक्त इलेक्ट्रॉनों को संचालित किया जाता है। ये मुक्त इलेक्ट्रॉन कैथोड और एनोड के बीच के खाली स्थान में एक बादल बनाते हैं, जिसे स्पेस चार्ज के रूप में जाना जाता है। यह स्पेस चार्ज क्लाउड इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करता है जो कैथोड से एनोड तक धारा प्रवाह बनाते हैं। चूंकि परिपथ के संचालन के दौरान इलेक्ट्रॉनों को एनोड के लिए तैयार किया जाता है, इसलिए नए इलेक्ट्रॉन स्पेस चार्ज को फिर से भरने के लिए कैथोड को उबाल देंगे। अंतरिक्ष चार्ज विद्युत क्षेत्र का एक उदाहरण है।

वोल्टेज - निर्वात नलिका की धारा की विशेषताएं
एक या एक से अधिक नियंत्रण ग्रिड वाले सभी नलिकाओं को नियंत्रण ग्रिड पर लागू एक एसी (वैकल्पिक धारा) इनपुट वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जबकि परिणामी प्रवर्धित सिग्नल एनोड पर धारा के रूप में दिखाई देता है। एनोड पर रखे गए उच्च वोल्टेज के कारण, एक अपेक्षाकृत छोटा एनोड करंट मूल सिग्नल वोल्टेज के मूल्य पर ऊर्जा में काफी वृद्धि का प्रतिनिधित्व कर सकता है। गर्म कैथोड से संचालित अंतरिक्ष आवेश इलेक्ट्रॉन सकारात्मक एनोड को दृढ़ता से आकर्षित करते हैं। एक नलिका में नियंत्रण ग्रिड ग्रिड के थोड़े नकारात्मक मान के साथ छोटे एसी सिग्नल करंट को मिलाकर इस करंट प्रवाह को मध्यस्थ करता है। जब सिग्नल साइन (एसी) तरंग को ग्रिड पर लागू किया जाता है, तो यह इस नकारात्मक मूल्य पर सवारी करता है, एसी सिग्नल तरंग में परिवर्तन के रूप में इसे सकारात्मक और नकारात्मक दोनों तरह से चलाता है।

यह संबंध प्लेट अभिलक्षण वक्रों के एक सेट के साथ दिखाया गया है (ऊपर उदाहरण देखें), जो नेत्रहीन प्रदर्शित करते हैं कि एनोड ($I_{a}$) से आउटपुट करंट कैसे ग्रिड($V_{g}$), पर लागू एक छोटे इनपुट वोल्टेज से प्रभावित हो सकता है, किसी भी दिए गए एनोड के लिए प्लेट पर वोल्टेज ($V_{a}$)।

प्रत्येक नलिका में ऐसे विशिष्ट वक्रों का एक अनूठा सेट होता है। वक्र ग्राफिक रूप से ग्रिड-टू-कैथोड वोल्टेज में बहुत छोटे परिवर्तन द्वारा संचालित तात्कालिक प्लेट धारा में परिवर्तन से संबंधित हैं ($V_{gk}$) क्योंकि इनपुट सिग्नल बदलता रहता है

V-I विशेषता प्लेट और कैथोड के आकार और सामग्री पर निर्भर करती है। वोल्टेज प्लेट और प्लेट धारा के बीच अनुपात को व्यक्त करें।
 * वी-आई(V-I) वक्र (फिलामेंट्स, प्लेट करंट में वोल्टेज)
 * प्लेट करंट, प्लेट वोल्टेज विशेषताओं
 * प्लेट की डीसी प्लेट प्रतिरोध - प्रत्यक्ष धारा के एनोड और कैथोड के बीच के पथ की प्रतिरोध
 * प्लेट का एसी प्लेट प्रतिरोध - प्रत्यावर्ती धारा के एनोड और कैथोड के बीच पथ का प्रतिरोध

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का आकार
इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का आकार नलिका में दो या दो से अधिक प्लेटों के बीच का आकार होता है।

पेटेंट

 * - निरंतर धाराओं में वैकल्पिक बिजली की धाराओं को परिवर्तित करने के लिए (फ्लेमिंग वाल्व पेटेंट)
 * —स
 * -डे वन के तीन विद्युदग्र ऑडियन

यह भी देखें

 * बोगी मान- निर्माता के घोषित पैरामीटर मानों को क्लिन करें
 * Fetron- एक ठोस-राज्य, प्लग-संगत, वैक्यूम ट्यूबों के लिए प्रतिस्थापन
 * वैक्यूम ट्यूबों की सूची - प्रकार की संख्याओं की एक सूची।
 * वैक्यूम-ट्यूब कंप्यूटरों की सूची
 * मुलार्ड -फिलिप्स ट्यूब पदनाम
 * निक्सी ट्यूब- एक गैस से भरा डिस्प्ले डिवाइस कभी-कभी वैक्यूम ट्यूब के रूप में गलत तरीके से किया जाता है
 * रेटमा ट्यूब पदनाम
 * आरएमए ट्यूब पदनाम
 * रूसी ट्यूब पदनाम
 * ट्यूब कैडी
 * ट्यूब परीक्षक
 * वाल्व एम्पलीफायर
 * Zetatron

अग्रिम पठन

 * Eastman, Austin V., Fundamentals of Vacuum Tubes, McGraw-Hill, 1949
 * Millman, J. & Seely, S. Electronics, 2nd ed. McGraw-Hill, 1951.
 * Philips Technical Library. Books published in the UK in the 1940s and 1950s by Cleaver Hume Press on design and application of vacuum tubes.
 * RCA. Radiotron Designer's Handbook, 1953 (4th Edition). Contains chapters on the design and application of receiving tubes.
 * RCA. Receiving Tube Manual, RC15, RC26 (1947, 1968) Issued every two years, contains details of the technical specs of the tubes that RCA sold.
 * Shiers, George, "The First Electron Tube", Scientific American, March 1969, p. 104.
 * Stokes, John, 70 Years of Radio Tubes and Valves, Vestal Press, New York, 1982, pp. 3–9.
 * Thrower, Keith, History of the British Radio Valve to 1940, MMA International, 1982, pp 9–13.
 * Tyne, Gerald, Saga of the Vacuum Tube, Ziff Publishing, 1943, (reprint 1994 Prompt Publications), pp. 30–83.
 * Basic Electronics: Volumes 1–5; Van Valkenburgh, Nooger & Neville Inc.; John F. Rider Publisher; 1955.
 * Wireless World. Radio Designer's Handbook. UK reprint of the above.
 * "Vacuum Tube Design"; 1940; RCA.
 * "Vacuum Tube Design"; 1940; RCA.

बाहरी संबंध

 * The Vacuum Tube FAQ—FAQ from rec.audio
 * The invention of the thermionic valve. Fleming discovers the thermionic (or oscillation) valve, or 'diode'.
 * "Tubes Vs. Transistors: Is There an Audible Difference?"—1972 AES paper on audible differences in sound quality between vacuum tubes and transistors.
 * The cathode ray tube site
 * O'Neill's Electronic museum—vacuum tube museum
 * Vacuum tubes for beginners—Japanese Version
 * NJ7P Tube Database—Data manual for tubes used in North America.
 * Vacuum tube data sheet locator
 * Characteristics and datasheets
 * Tuning eye tubes

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