Вследствие высокого падения напряжения, малой экономичности, а также вследствие низких величин допустимого тока приборы тлеющего разряда в настоящее время редко применяются для целей выпрямления тока.

Однако, принципиальные основы выпрямления с помощью приборов тлеющего разряда представляют все же некоторый интерес. Действие лампы основано на зависимости формы статической вольтамперной характеристики от величины поверхности катода.

Область нормальных токов очень невелика и поэтому, уже начиная со сравнительно малых токов, напряжение быстро возрастает с увеличением тока. Кривая b относится к случаю катода с большой поверхностью, когда область нормальных токов широка. Пересечения линии нагрузки с этими двумя кривыми показывают, что при одном и том же сопротивлении нагрузки и при одинаковом напряжении питания U ток будет значительно выше в случае катода с большой поверхностью.

Если лампа имеющая один большой, и один маленький электроды, присоединена последовательно с сопротивлением нагрузки к источнику переменного напряжения, то на протяжении каждого полупериода ток ев цепи будет протекать лишь между моментом, когда напряжение достигает потенциала зажигания (не обязательно одинакового для обеих полярностей), и моментом, когда оно опускается до потенциала потухания.

При этом величина тока, соответствующая некоторому данному мгновенному значению напряжения, будет в тот полупериод, когда больший электрод является катодом, значительно больше, чем в обратный полупериод, и таким образом будет осуществляться выпрямляющее действие.

Лампа имеет два маленьких электрода и один большой, так что при пользовании схемой можно получить двухполупериодное выпрямление тока. Выпрямление может быть также осуществлено путем использования разницы потенциалов зажигания для двух полярностей у трубки тлеющего разряда с неодинаковыми электродами.