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La válvula termoiónica es un componente eléctronico que se usaba en la electronica analógica y digital antes del uso del transistor y actualmente se utiliza solo en algunas aplicaciones específicas. Se ulizaba para amplificar, conmutar, o modificar una señal eléctrica mediante el control del movimiento de los electrones en un espacio "vacío" a muy baja presión, o en presencia de gases especialmente seleccionados.

La válvula originaria fue el componente crítico que posibilitó el desarrollo de la electrónica durante la primera mitad del siglo XX, incluyendo la expansión y comercialización de la radiodifusión, televisión, radar, audio, redes telefónicas, computadoras analógicas y digitales, control industrial, etc

La válvula termoiónica está constituida por una ampolla o cápsula de vidrio, similar a la de las lámparas de incandescencia, a la que se le ha practicado el vacío y en la que se hallan un cátodo y un ánodo. Según el número de electrodos las válvulas se clasifican en: diodos, triodos, tretodos, pentodos y así sucesivamente. Otro tipo de valvulas termoiónicas son los tubos de rayos catódicos que se utilizan para las pantallas de television, los tiratrones, los iconoscopios, los ojos mágicos...

El material más utilizado en construcción de la válvula termoiónica es el vidrio, ya heredado de la fabricación de bombillas. Pero el vidrio tiene bajo punto de fusión, es un buen aislante térmico y es frágil, de modo que para válvulas de alta potencia y radiofrecuencia se prefiere utilizar cerámicas, que son menos frágiles, tienen buena conductividad térmica y alto punto de fusión. Su talón de Aquiles ha sido el establecimiento de uniones estancas y duraderas entre la cerámica y el metal (conexiones de los electrodos, ánodo, disipadores...) Una vez resuelto el problema, la cerámica ha desplazado al vidrio en válvulas de potencia y de microondas.