四極真空管
同じ原理が、五極管などの他のタイプの複数グリッド管にも適用された。例として、シルバニア12K5は「空間電荷動作用に設計された四極管」と説明され、12Vの自動車用バッテリーから直接電源をとる電力増幅管としての機能を意図している。空間電荷グリッド管は、プレート供給電圧と同じ+12Vで動作した。
空間電荷グリッド四極管のもう1つの重要な用途は、極小電流を検出および測定するための電流計用であった。たとえば、FP54について次のように謳っている。
「空間電荷グリッド管...非常に高い入力インピーダンスと非常に低いグリッド電流を持つように設計されています。これは、特に約10−9アンペアより小さい直流電流の増幅用に設計されていて、5x10−18アンペアの微弱電流を測定できることがわかっています。プレート電圧12V、空間電荷グリッド電圧+4Vで動作し電流増幅率は250,000です」
空間電荷グリッドがエレクトロメータ四極管の制御グリッド電流を下げるメカニズムは、カソードで発生した正イオンが制御グリッドに到達するのを防ぐためである。
空間電荷グリッドが三極管に追加されると、結果として得られる四極管の最初のグリッドは空間電荷グリッドであり、2番目のグリッドは制御グリッドである。
四極管は、三極真空管(以後、三極管と略す)の限界を修正するために、最初の増幅真空管である三極管に追加のグリッドを追加することによって、1920年代に開発された。1913年から1927年にかけて、3つの異なるタイプの四極管が登場した。すべてに通常の制御グリッドがあり、その機能はプレートからカソードへ流れる電流(電子はカソードからプレートへ移動)を制御することであったが、もう1つのグリッドをどう機能させるかという設計意図によってさまざまな働きをする四極管が登場することになる。
歴史的な出現の順に、空間電荷グリッド真空管、バイグリッド真空管、スクリーングリッド真空管である。このうち最後のものは、用途の異なる分野を持つ2つの異なる型番として登場した。中波帯域、小信号増幅に使用されたスクリーングリッド真空管と、後に登場し、オーディオまたはラジオに使用されたビーム四極管である。前者はすぐにRF五極真空管に取って代わられたが、後者は当初、五極真空管に代わるオーディオパワー増幅用として開発された。ビーム四極管は、高出力の送信管としても開発された。
四極管は、1960年代と70年代にトランジスタが真空管に取って代わるまで、ラジオ、テレビ、オーディオシステムなどの多くの家電製品で広く使用されていた。ビーム四極管は、ごく最近まで、オーディオアンプや無線送信機などの電力出力用途で使用されていた。