Напряжение, при котором наступает зажигание, может быть регулируемо с помощью сетки, помещенной между катодом и анодом. Конструкция прибора должна быть такой, чтобы до зажигания вся поверхность катода экранировалась сеткой от анода.

Сетка располагается настолько близко к аноду (около 1 mm), что потенциал зажигания промежутка сетка-анод значительно превышает потенциал зажигания между сеткой и катодом, и единственной формой разряда между сеткой и анодом, если он вообще сможет развиться, является устойчивый темновой разряд. В схемах применения приборов тлеющего разряда с сеточным управлением рабочее анодное напряжение Uaa превышает потенциал зажигания разряда между катодом и анодом.

Если потенциал сетки Ug равен нулю, то в пространстве между катодом и сеткой разряд развиться не может. Между сеткой и анодом действует полное рабочее напряжение Uaa, однако вследствие малого между ними расстояния пробой здесь невозможен. Невозможно возникновение разряда и непосредственно между катодом и анодом, так как все электрическое поле сосредоточено в пространстве между анодом и сеткой.

Если постепенно повышать потенциал сетки Ugy то после достижения величины потенциала зажигания в промежутке сетка-катод между катодом и сеткой зажигается разряд. Если при этом анод обладает достаточным положительным потенциалом относительно сетки, то разряд сразу же распространяется и на анод. Величина анодного напряжения, при котором происходит этот переход разряда на анод, уменьшается с увеличением разрядного тока между катодом и сеткой.

Сопротивление в цепи катода ограничивает до заданных значений сеточный и анодный токи. После пробоя сетка теряет способность в какой-либо мере управлять разрядом Если сеточный потенциал становится отрицательным относительно части разряда, окружающей сетку, то положительные ионы из области разряда начинают притягиваться к сетке, а электроны - отталкиваться от нее. В непосредственной близости от проволок сетки создается, таким образом, положительный пространственный заряд.

Образующаяся оболочка положительных ионов, разрастается до таких размеров, чтобы на наружной ее поверхности действие отрицательного заряда сетки как раз нейтрализовалось положительным зарядом оболочки. Во всем остальном пространстве за пределами этой оболочки разряд полностью экранируется оболочкой от сетки, и последняя не оказывает никакого влияния ни на электроны, ни на положительные ионы в разряде.