В работе рассматривается подход к построению и исследованию эмиссионных (вольт-амперных) характеристик системы с полевым электронным катодом методами регрессионного анализа. Предлагается трехпараметрическая модель сигнала полевой электронной эмиссии. В рамках математического моделирования получены оценки параметров зависимости силы тока от напряжения. Оценка проведена с помощью квадратичного функционала для линейной и нелинейной моделей. Выбор той или иной модели должен быть обусловлен анализом, так называемых регрессионных остатков, влияние на которые оказывают погрешности измерений. В результате математического моделирования показана адекватность применения как линейного метода, так и взвешенного нелинейного метода наименьших квадратов.