Первые радиолампы имели слабый коэффициент усиления. Радиосигналы в эфире часто перекрывались один другим и мешали друг другу. Необходимы были дополнительные изыскания, чтобы превратить триод в настоящий усилитель. Этим новым устройством стала регенеративная схема (англ. pulse regenerating circuit), запатентованная в 1914-1916 гг. Ли де Форестом и Эдвином Армстронгом (Edwin Armstrong). Принцип изобретения состоял в том, что сигнал, полученный с выхода приемно-усилительной лампы, подавался обратно на вход. Затем в радиоприемниках появились усилители высокой и низкой частоты.
В 1915 г. ученый и инженер Ирвинг Ленгмюр (Irving Langmuir) из исследовательской лаборатории General Electric Company (GE) изобрел парортутный вакуумный насос, в 100 раз более мощный, чем любой, ранее существовавший. Это дало ему возможность сконструировать первый полноценный вакуумный триод (в патенте изобретателя прибор назывался «плиотрон») и, таким образом, положить начало развитию вакуумной электроники. Электрические токи в вакууме нашли широчайшую область применения. Это – все без исключения радиолампы, ускорители заряженных частиц, масс-спектрометры и СВЧ-генераторы. И везде, где производятся электровакуумные приборы, применяются насосы ленгмюровского типа.
В 1932 г. Ленгмюр удостоился Нобелевской премии «за открытия и исследования в области химии поверхностных явлений», одним из которых являлось описание им в 1916 г. термоэлектронной эмиссии вольфрамовой нити накала, покрытой слоем оксида тория. В последующие годы вакуумные радиолампы с вольфрамовым торированным катодом и цепями накала, питающимися переменным током, во всем мире были признаны наилучшими по своей надежности и экономичности.
Большинство приемно-усилительных радиоламп, применявшихся в массовых радиоустройствах (радиоприемники и телевизоры) в 1930-1950-е годы, представляли собой полые стеклянные баллоны диаметром 2-3 см и длиной около 6 см и имели стандартный электрический разъём – октальный цоколь. Их изготовление осуществлялось по так называемой «гребешковой технологии». Собранная арматура лампы (гибкие выводы и несущие траверсы) заваривалась в специальную стеклянную ножку. Ножка вваривалась в стеклянный баллон, а из «юбки» баллона формовался плоский «гребешок», в который вторично заваривались длинные гибкие выводы от электродов. Затем эти выводы приваривались к штырькам разъёма.
Предназначение радиолампы – создание потока электронов, перемещающихся от разогретого катода к аноду, и управление этим потоком. Чтобы на своем пути электроны не сталкивались с молекулами воздуха, в баллоне лампы создавали высокий вакуум. Воздух из лампы откачивали насосом, и давление понижалось до одной тысячной миллиметра ртутного столба. Часть молекул воздуха оставалась и, чтобы их удалить, перед созданием вакуума в баллоне лампы на никелевой пластине помещали вещество, активно поглощающее газы. Понизив давление внутри лампы, её запаивали и размещали возле высокочастотной катушки. От этого в веществе, поглощающем газы, наводились токи, которые раскаляли его, и оно испарялось. Вот эти-то пары, поглотив газы, оседали на внутренних стенках баллона лампы, отчего часть стекла становилась непрозрачна.