Bir termoiyonik diyotta katot ve anot arasında pozitif akım uyguladığında serbest elektronlar ısıtılmış katot ve anot arasında akım taşır. Akım doygunluk noktasına ulaşılana kadar voltajla birlikte artar. Fakat eğer voltaj negatif ise akım sıfır olur.