20世紀後半には、シリコントランジスタ（MOSFET）が電子機器の電波管に完全に置き換わりました。 これは、半導体の多くの利点を考慮すると、非常に自然です：小型化、低コスト、効率、強度、信頼性、そして最も重要なこと-集積回路のトランジスタの化学エッチングのための効果的なプロセス技術。 この技術により、数十億個のトランジスタを備えたチップの作成が可能になりました。 長年にわたって、それらは小さくなり、ソースとドレイン間の距離が短くなりました。そのため、電子機器の生産性が向上しました（ムーアの法則）。
これらの欠点にも関わらず、電子管にはトランジスタに比べて一定の利点があります。真空自体は、電子が物質原子、ノイズ、および歪みと衝突することにより干渉が発生する固体よりも、電子伝達にとって優れた媒体です。 さらに、無線管は放射線損傷に対してより耐性があります。
従来のトランジスタで真空が使用された場合、両方の技術の利点を組み合わせることが可能です。 理論的には、真空トランジスタはテラヘルツ周波数で動作でき、これは既存のシリコン製品よりも一桁高速です。 NASA Ames Research Centerの従業員は、この方向で長い間実験を行ってきました。 彼らはなんとか有望な結果を達成することができた、 と IEEE Spectrum は書いている 。
シリコン超小型回路は小型化の物理的限界に達し、現在、技術のさらなる開発のいくつかの領域が検討されています：カーボンナノチューブ、グラフェン、ナノワイヤなど。 真空チャネルトランジスタはこのリストを補完します。
電波管では、白熱電球のフィラメントに似た電子フィラメントが、電子を放出する程度にカソードを加熱します。 この設計が、多くの場合フェードインする電波管の高エネルギー消費と低信頼性の理由です。 ただし、真空チャネルトランジスタには白熱フィラメントがなく、カソードを加熱する必要はありません。
デバイスを小型にすると、電子の予備励起なしで外部電界の影響下で電界放出が可能になります。
NASA Amesのエンジニアは、ガス分子と衝突する前の電子の平均自由行程よりも短くなるようにカソードとアノードの間の距離を短くすることにより、圧力下で純粋な真空を持つ問題を解決しました。 通常の大気圧では、電子の平均自由行程は約200 nmです。 そして、ヘリウムを使用すると、1ミクロンに増加します。 十分に低い電圧では、電子はヘリウムをイオン化するのに十分なエネルギーを持たないため、カソードは劣化しません。
プロトタイプのNASA Ames真空トランジスタは、MOSFETのように、標準の二酸化ケイ素ゲートを使用してトランジスタを制御します。
「私たちの作業はまだ初期段階ですが、真空チャネルトランジスタの設計の改善は、特に生産性が重要なアプリケーションにおいて、エレクトロニクス業界に大きな影響を与える可能性があると考えています」と研究者は書いています。 「最初のプロトタイプは460 GHzの周波数で動作し、これは最高のシリコントランジスタの約10倍です。」
エンジニアは、1テラヘルツの境界を初めて克服するのは真空トランジスタだと考えています。
確かに、エネルギー消費を含むいくつかの問題を解決する必要があります。 NASAエイムス真空トランジスターは10ボルトで駆動されます。 また、単一のチップに複数の真空トランジスタを配置する方法を見つける必要があります。