Lo strumento rappresenta l’interno di una valvola termoionica (tubo a vuoto), fissato su una base di legno. Un filamento metallico sottile di tungsteno, collegato ad un generatore, viene portato all’incandescenza (tra i 1000° C e i 3000° C) mediante un’opportuna corrente. Intorno ad esso è disposta una griglia, costituita da un filo metallico avvolto ad elica collegabile al generatore; oltre la griglia è disposta la placca (anodo), sottile lamina metallica a forma di cilindro cavo, collegabile anch’essa con il generatore. Il principio di funzionamento della valvola è quello dell’emissione termoionica, per la quale ogni metallo emette elettroni se è portato ad alte temperature. Poiché la griglia si polarizza positivamente rispetto al catodo, ma meno dell’anodo, gli elettroni emessi dal catodo vi saranno attratti e passeranno attraverso le sue maglie per raggiungere l’anodo. L’effetto risultante è quello di un’amplificazione di corrente.