Нелинейный характер вольт-амперной характеристики (ВАХ) вакуумного диода объясняется возникновением пространственного заряда в пространстве между катодом и анодом при наличии термоэлектронной эмиссии. 1
Этот заряд изменяет распределение потенциала в диоде. 1 На начальном участке ВАХ ток медленно возрастает при увеличении напряжения на аноде, что связано с противодействием полю анода объёмного отрицательного заряда электронного облака. 35
Кроме того, нелинейность ВАХ вакуумного диода обусловлена неоднородностью скоростей движущихся электронов. 2