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1884年，弗莱明出访美国时拜会了爱迪生，共同讨论了电发光的问题。爱迪生发现了热电子发射现象，弗莱明立刻意识到这是一个重大的技术发现，弗莱明亲自做了实验，还找到爱迪生共同研讨有关热电子发射的问题。
并推测“爱迪生效应”的背景可能就是由阴极射向阳极的单向电子流，他根据自己对“爱迪生效应”的理解，设计制造了世界上第一只电子二极管，也是人们后来所说的“真空二极管”。真空二极管的发明标志着人类进入了无线电时代。并于1904年11月16日在英国取得专利。
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世界上第一个半导体二极管是在1947年发明的。中国第一个半导体二极管是在1957年研制出来的
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电子二极管，也叫真空二极管。只具有一个阴极与一个阳极（板极）的电子管。它是靠被灯丝加热的阴极发射电子导电的，因为灯丝有热损耗，所以效率比半导体二极管低。
电子管的发展又是电子工业发展的起点。世界上第一只电子管是英国弗莱明发明的二极管。1882年，弗莱明曾担任爱迪生电光公司技术顾问。1884年，弗莱明出访美国时拜会了爱迪生，共同讨论了电发光的问题。爱迪生向弗莱明展示了一年前他在进行白炽灯研究时，发现的一个有趣现象（人们称之为爱迪生效应）：把一根电极密封在碳丝灯泡内，靠近灯丝，当电流通过灯丝使之发热时，金属板极上就有电流流过。爱迪生进一步试验让板极通过电流计与灯丝的阳极相连时有电流，而与灯丝阴极相连时则没有电流。
弗莱明对这一现象非常感兴趣，回国后，他对此进行了一些研究，认为：在灯丝板极之间的空间是电的单行路。
1896年，马可尼无线电报公司成立，弗莱明被聘为顾问。在研究改进无线电报接收机中的检波器时，他就设想采用爱迪生效应进行检波。弗莱明在真空玻璃管内封装入两个金属片，给阳极板加上高频交变电压后，出现了爱迪生效应，在交流电通过这个装置时被变成了直流电。弗莱明把这种装有两个电极的管子叫作真空二极管，它具有整流和检波两种作用，这是人类历史上第一只电子器件。弗莱明将此项发明用于无线电检波，并于1904年11月16日在英国取得专利。
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