Før gassens gjennomslag er det en ikke-lineær sammenheng mellom spenning og strøm vist i figuren til høyre. I region 1  er det frie ioner som kan bli akselerert av feltet og som da fører til strømgjennomgang. Om spenningen fortsetter å øke vil det fortsatt være en konstant strøm slik som vist i region  2. Region  3 og 4 er forårsaket av skred av ioner som forklart av Townsend utladningsmekanisme.