Brevet FR2458888A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un dispositif de commutation à champs croisés, à commande par grille et à cathode froide,qu'on peut faire fonctionner de façon répétitive en présence d'un champ magnétique fixe. Bien que ce dispositif à décharge à cathode froide soit utilisé en amplificateur dans le contexte qui est-envisagé ici, il est essen- tiellement utilisable en tant que dispositif de commutation à ferme- ture dans les systèmes ou les réseaux de distribution d'énergie électrique par impulsions à haute fréquence. Parmi les brevets d'intérêt général correspondant-au domaine de l'invention et décrivant les développements de dispositifs de commutation à champs croisés, on peut citer les brevets U.S. 3 638 061, 3 641 384, 3 604 977, 3 558 960, 3 678 289, 3 769 537 et 3 749 978. Dans ce groupe, le brevet U.S. 3 638 061 permet la conduction pendant des durées très raisonnables sans commutation à l'état bloqué du fait des pertes de gaz. Le brevet U.S. 3 641 384 décrit une configuration d'électrodes particulière dans lesquelles les électrodes sont branchées en série pour pouvoir tenir des tensions plus élevées à l'état bloqué et sont branchées en parallèle pour obtenir un courant plus élevé lorsque la conduction a lieu. Le brevet U.S. 3 604 977 utilise dans un dispositif de commuta- tion à champs croisés à deux éledrodes un champ magnétique fixe dont l'intensité est supérieure à la valeur critique pour permettre la conduction. L'une des électrodes est utilisée pour produire un champ soustractif qui réduit l'intensité du champ au-dessous de la valeur critique, pour la commutation à l'état bloqué. Le brevet U.S. 3 558 960 décrit une configuration permettant de maintenir la pression de gaz dans un dispositif de commutation à champs croisés, pour commander la conduction. Le brevet U.S. 3 678 289 décrit une configuration de commuta- tion à l'état de blocage d'un dispositif de commutation à champs croisés, dans laquelle on réduit temporairement le champ magnétique à une intensité à laquelle le dispositif de commutation devient non conducteur. Le brevet U.S. 3 769 537 décrit un dispositif de commutation à champs croisés à deux électrodes qui comporte une électrode perforée et un déflecteur qui est placé à côté de certaines perforations, dans une position qui limite la longueur maximale de la trajectoire des électrons en l'absence de champ magnétique, afin de réduire ou d'éviter une diminution de la tension que peut tenir le dispositif a l'état bloqué. Le brevet U.S. 3 749 778 décrit 1'utilisation de condensateurs qui sont déchargés séquentiellement et qui sont branchés à une bobine d'impulsions de blocage, pour maintenir le champ magnétique au dessous de la valeur critique pendant une durée désirée. Le brevet U.S. RE 27 557 décrit un réseau de dispositifs de commutation à champs croisés qui sont commutés séquentiellement pour augmenter la résistance du circuit. Ces brevets présentent un intérêt général en ce qui concerne la définition du cadre général dans lequel fonctionnent les dispositifs de commutation à champs croisés, la description des détails et des paramètres de structure de ces dispositifs et la description des con- figurations de commande de commutation particulières qu'on utilise dans les dispositifs de commutation à champs croisés à deux électrodes. Le brevet U.S. 4 034 260 est plus intéressant dans la mesure o il décrit un dispositif de commutation à champs croisés à trois électrodes. Dans ce cas, une électrode de commande, qu'on peut appeler une grille, est commandée par impulsions afin de commuter de façon électronique le tube dans un état de conduction. La présence d'un champ magnétique est nécessaire à la fois dans l'espace grille- cathode et dans l'espace anode-grille pour que le déclenchement et la conduction puissent se dérouler correctement. La commutation à l'état de blocage est obtenu en réduisant ou en supprimant le champ magnéti- que. Dans cette configuration, le champ magnétique ne peut pas être fixe et il doit varier de façon cyclique pour réaliser une opération répétitive de commutation à l'état conducteur et à l'état bloqué. On peut faire des analogies avec les tubes à vide classiques ou avec le thyratron. Cependant, ces éléments constituent des exemples de dispositifs de commutation qui utilisent des cathodes à émission thermoélectronique et non des cathodes froides. Les cathodes à émission thermoéledronique comportent des revêtements thermosensibles de façon à émettre des élec:rons en présence de chaleur. Un élément chauffant est donc nécessaire pour l'émission des électrons. L'invention consiste en un dispositif à décharge à champs croisés, à cathode froide et à commande par grille,qui utilise un champ magnétique fixe et dans lequel le plasma de décharge à champs croisés existe essentiellement dans l'espace cathode-grille lorsque la grille est excitée et fait fonction de source de porteurs de charge. Cette grille (qu'on appelle ici une grille de source) peut être cons- tituée par une plaque perforée, par une structure en treillis métal- lique ou par toute autre structure métallique ouverte formée par une grille ou des tiges qui est transparente aux porteurs de charge,c'est- à-dire aux électrons ou aux ions, avec une transparence qui assure un gain élevé par rapport au courant d'attaque de la grille. La confi- guration permet d'obtenir une commande linéaire du courant d'anode en fonction du courant de grille jusqu'à une limite fixée. L'invention porte sur un dispositif de commutation à champs croisés perfectionné qui assure une commutation et/ou une amplification de courants élevés dans des temps courts, avec des tensions élevées et de manière programmée. Du fait qu'il s'agit d'un dispositif à cathode froide, aucun élément chauffant pour émission thermoélectroni- que n'est nécessaire. Ce dispositif de commutation peut être commuté à l'état conducteur sans observer un temps de chauffage. Il ne néces- site pas un champ magnétique pulsé pour fonctionner de façon répé- titive. On peut effectuer la commande soit en réglant le courant du plasma de source, soit en ajoutant des grilles de commande et d'écran. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente schématiquement un dispositif de commu- tation à champs croisés cylindrique à deux électrodes qui est repré- sentatif de l'art antérieur. La figure 2 est une courbe qui représente les conditions de conduction pour un dispositif de commutation à champs croisés. La figure 3 représente schématiquement un dispositif de com- mutation cylindrique à trois électrodes qui est représentatif de l'art antérieur, et en particulier du brevet U.S. 4 034 260. La figure 4 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation avantageux de l'invention. La figure 5 représente la migration des électrons et des ions dans les régions d'anode, de grille et de cathode de ce dispositif de commutation à champs croisés. La figure 6 représente la migration d'un électron emprisonné à la cathode, dans la configuration d'électrodes de ce dispositif de commutation à champs croisés. Les éléients correspondants sont désignés par les mêmes numéros de référence sur toutes les figures. On comprendra mieux l'invention en considérant brièvement l'art antérieur. Des dispositifs de commutation à champs croisés ayant deux électrodes sont décrits dans les brevets dont on a donné la liste pré- cédemment, et ces brevets présentent des descriptions détaillées de structurescorrespondant au domaine général de l'invention. La figure 1 représente schématiquement la structure concentrique d'un tube ou dispositif de commutation à champs croisés de type clas- sique, comprenant une électrode d'anode A et une électrode de cathode K. Ces électrodes ont une configuration cylindrique. Ces électrodes sont normalement immergées dans un gaz à faible pression qui emplit l'espace inter-électrode. On provoque la conduction de ce tube en ajoutant un champ magnétique axial, représenté en B dans l'espace inter-électrode, qui est parallèle aux faces des électrodes en regard. Ce champ, couplé au champ électrique radial représenté en E, qui est dirigé transversalement par rapport à l'espace inter-électrode,forme une configuration classique de décharge à champs croisés. La figure 2 représente les conditions de conduction et on voit sur cette figure une courbe qui correspond à la tension anode-cathode V en ordonnée, en fonctbn de l'intensité du champ magnétique B en abscisse. Par exemple, en présence d'une tension à l'anode-cathode V1, l'application d'un champ magnétique d'intensité B0 provoque la conduction du tube. Pour des tensions anode-cathode plus élevées, des intensités de champ magnétique plus élevées sont nécessaires. Comme l'indique le brevet U.S. 4 034 260, dans la partie consa- crée à l'examen de l'art antérieur, des perfectionnements sont néces- saires du fait que l'utilisation d'un champ magnétique pulsé à intensité élevée introduit des retards, une gigue importante sur l'instant d'amorçage et des pertes sous l'effet des courants que le champ magnétique induit dans les électrodes. Les impulsions de champ magnétique de forte puissance augmentent également le coût du disposi- tif de commutation. L'invention que décrit le brevet U.S. 4 034 260 améliore les performances en réalisant la commutation à l'état conducteur en pré- sence de champs magnétiques d'intensitÉ plus faibles, ce qui indique la nécessité de disposer d'un-dispositif de commutation à champs croisés qui pourrait être commuté à l'état conducteur en présence de tensions anode-cathode dans la plage de 10 à 100 kV et qui ne nécessite que des intensités de champ magnétique relativement faibles, de l'ordre de 0,01 Tesla. Le perfectionnement qu'apporte le brevet U.S. 4 034 260 consiste à ajouter une électrode de commande ou grille G (voir la figure 3) à proximité de la cathode K, de façon à réaliser une commutation à l'état conducteur par voie électrostatique, en appli- quant des impulsions à la grille. La présence d'un champ magnétique est nécessaire à la fois dans l'espace grille-cathode et dans l'espace anode-grille pour assurer un bon déclenchement et une bonne conduction. La commutation à l'état bloqué est effectuée en coupant le champ magnétique, par impulsions. Un fonctionnement répétitif du dispositif de commutation à champs croisés nécessite un régime d'impulsions pour le champ magnétique. L'invention décrite ci-après utilise une polarisation d'élec- trode pour produire un courant d'électrons, et on comprend qu'on peut produire des ions en tant que porteurs de charge en maintenant le plasma de source au potentiel d'anode. L'invention améliore les performances grâce à une structure et un mode de fonctionnement qui suppriment la nécessité de faire fonc- tionner le champ magnétique en régime d'impulsions pour obtenir un fonctionnement répétitif. Ceci constitue un avantage important aux cadences de répétition de commutation élevées, du fait que la tension d'anode peut être réappliquée sans couper le champ magnétique. En outre, le temps nécessaire pour commuter le dispositif à l'état de conduction est réduit par l'émission électrostatique de charges dans un espace qui est exempt de champ magnétique. Ceci est important pour le fonctionnement avec les impulsions d'une durée inférieure à la microseconde. reoresene La figure 4/1le dispositif de commutation à champs croisés nui offre ces pe-formances de commutation améliorées. Le dispositif se commutation champs croisés S comporte ici quatre électrodes pratique- ment cylindr ques et concentriques qui comprennent une anode intérieure A, une grille de source is' une électrode ou grille de commande Sc et une cathode -xtérieure K. Un gaz sous une pression appropriée emplit tous les espaces inter-électrodes. Comme le montre le brevet U.S. 4 034 260, 1l structure s'électrodes peut être enfermée dans une enceinte ou mne enveloppe emplie de gaz. Selon une variante, repré- sentée sur Ta figure 4, on peut utiliser la cathode K en tant qu'enceinte, et faire le vide dans l'enceinte puis l'emplir de gaz par un robinet V. On a constaté que de l'hélium sous une pression d'environ 5C millitors constitue un environnement gazeux approprié pour la décharge luminescente à basse pression à champs croisés. Des isolateurs 1, 2 et 2a supportent respectivement l'anode A et les grilles Gs e: Gc dans les positions concentriques qui sont représen- tées. Un réseau de bobines C (qui est représenté du côté droit) ou un réseau d'aimants permanents M (qui est représenté du côté gauche' qui est placé aLuour de la cathode produit un champ magnétique F qui présente une composante axiale qui 'est pratiquement parallèle aux faces des électrodes dans l'espace grille de source-cathode. Les con- ducteurs 3 e 4 établissent des connexions électriques respectives avec l'anode A et la cathode K. Les conducteurs 5 et 6 établissent des connexicns électriques avec les grilles G et Gc- s c Dans le mode de réalisation de l'invention qui est représenté, les réseaux qui produisent le champ magnétique ont une configuration telle que le champ magnétique F ne s'étend théoriquement que dans l'espace grille de source-cathode, comme il est représenté, et ne pénè- tre que faiblement ou pas du tout dans les autres espaces. Ainsi, con- trairenent Eu dispositif de commutation du brevet U.S. 4 034 26D, qui nécessite 1l pénétration du champ magnétique dans les deux espaces interélect-odes, le champ magnétique F n'est ici jamais suffisazment intense pou- entretenir un plasma dans l'espace anode-grille de com- mande, même jour une tension d'anode faible. Ceci signifie que na ten- sion peut ére réaDpliqçée sans qu'il soit nécessaire de couper le champ magné:ique dans l'espace grille de source-cathode. Le fonctionne- ment cu chano magnétique en régime d'impulsions est supprimé, du fait que seul un champ magnétique fixe est nécessaire. Le mécanisme de la conduction d'anode ne fait plus intervenir une décharge en champs croisés déclenchée par la pénétration de plasma dans l'espace anode-grille à partir de l'espace grille-cathode. A la place, le plasma qui se trouve dans l'espace grille de source-cathode constitue effectivement une source d'électrons (et d'ions) qui est com- mandée par des grilles Gs et GC. - Comme le montre la figure 4, les grilles cylindriques Gs et Gc sont perforées pour assurer une transparence aux électrons qui soit suffisante pour obtenir un gain élevé par rapport aux courants d'at- taque de grille. On peut maintenant commander le courant d'anode de façon linéaire à l'aide de la grille de commande, comme dans un tube à vide, jusqu'à une limite fixée. Pour des courants d'électrons élevés, la conduction se trouve limitée par la charge d'espace. L'accumulation d'électrons dans l'es- pace anode-grille de commande attire des ions de neutralisation à travers la grille de commande, ce qui immerge la grille dans un plasma. La commande par grille peut alors être perdue. Une fois que l'alimen- tation en courant de l'anode et de la grille de commande est interrom- pue,le plasma s'éteint et le dispositif de commutation retrouve son état bloqué initial. Pendant toute la durée de ce cylce, le champ magnétique n'a pas été réglé. Avec une tension appliquée aux bornes anode-cathode du dispositif de commutation, on a obtenu la conduction en présence d'un champ magnétique fixe dans l'espace grille de source- cathode, grâce à la commande par champ électrostatique que permet la grille de source, ce qui produit une migration d'éledrons à partir de - la source de plasma de l'espace grille de source-cathode vers l'espace grille de commande-grille de source. La grille de commaide n'est pas essentielle pour la conduction, et, en la maintenant au potentiel de l'anode, le courant d'électrons pénètre directement jusqu'à cette grille, si bien que le dispositif de commutation commence à conduire dés que le plasma de source se forme. Cette formation nécessite un-temps fini (de l'ordre de 0,1 ps) et si le temps de réponse du circuit est plus court, la montée du courant se trouve limitée par le dispositif de commutation. En maintenant la grille de commande négative pendant la génération du plasma de source, on peut retarder le début de la conduction jusqu'à ce qu'un plasma suffisant soit présent pour supporter le courant total du circuit. bn applique alors une impulsion positive à la grille de commande, ce qui permet le commencement de la conduction d'anode à une vitesse plus élevée et/ou programmée. L'intensité du champ magnétique nécessaire est comprise dans la plage des aimants permanents,qui peuvent remplacer les bobines de champ, comme il est représenté en M sur la figure 4. On no- tera qu'on peut réaliser une commande supplémentaire de ce dispositif de commutation à champs croisés en réglant le courant du plasma de source pour faire varier le rendement d'émission des électrons ou du plasma, ou en ajoutant des grilles auxiliaires supplémentaires (par exemple une grille suppresseuse ou une grille écran), en se basant sur la technique des tubes à vide ou des tubes à gaz. Les considérations analytiques qui suivent permettent de mieux comprendre l'invention. ANALYSE COMM1ANDE DU COURANT D'ANODE AVEC UNE SOURCE DE PLASMA A CATHODE FROIDE Introduction On va considérer le dispositif de commutation à champs croisés de la figure 6 qui représente schématiquement la moitié d'une coupe d'une structure cylindrique symétrique à trois électrodes (on peut également considérer ceci comme une structure à plaques planes). En supposant qu'il existe une tension d'anode et un champ magnétique localisé en régime permanent, et en élevant le potentiel de la grille de source, on peut déclencher une décharge à champs croisés dans l'es- pace qui se trouve entre la cathode extérieure K et l'électrode de grille de source G La grille-G est perforée pour présenter une transparence effective S pour les électrons incidents. Une fois que - le plasma est formé, l'anode capture un courant d'électrons. La valeur de ca courant dépend fortement de S. Lorsque la transparence S est suffisamment élevée, un courant d'anode circule en l'absence de tout courant de grille. Audelà de ce point de transition, le courant d'anode est auto-entretenu, même après que la grille est mise à la masse. Pour une densité élevée du courant d'électrons, la décharge est limitée par la charge d'espace et des ions sont extraits à partir du plasma de source qui se trouve dans l'espace grille-cathode pour être introduits dans l'espace anode-grille. Ceci établit une densité de charge neutre correspondant au potentiel de plasma jusqu'à proximité de l'anode. Le temps qui est nécessaire pour établir l'équilibre dans cet état est déterminé par le temps de transit des ions. De ce fait, on obtient plus facilement une opération de commutation ultra-rapide au-dessous de la limite de charge d'espace en utilisant un dispositif à trois électrodes. Equilibrage détaillé du courant dans le plasma de source. Le calcul de l'effet du courant de grille de source (Ig) sur le courant d'anode (Ia) nécessite de prendre en considération les pro- cessus importants qui interviennent. On considère ici le cas du régime permanent. La figure 5 représente la trajectoire d'un seul électron secondaire énergétique qui est émis par la cathode sous l'effet du bombardement ionique, qui entre en collision avec des molécules de gaz neutres et qui génère de nouvelles charges. Pour demeurer en accord avec ce qui a été dit et que la décharge demeure dans des conditions de -15 régime permanent, l'électron énergétique moyen doit exactement se reproduire au cours de sa vie active. Une fois qu'il a traversé la gaine de cathode mince de la figure 6 et qu'il a reçu une énergie eO, il est improbable qu'il retourne exactement vers la cathode K et soit capturé. Ceci est dû au fait que le champ magnétique a générale- ment une faible composante normale donnant à l'orbite une légère dérive qui éloigne l'électron de la cathode, et au fait qu'il y a toujours une certaine perte d'énergie au passage à travers le plasma.L'électron est ainsi emprisonné en décrivant une trajectoire courbe dans le champ magnétique du côté anode de la gaine, et en étant réfléchi de l'autre côté par la chute de potentiel répulsive de la cathode. En considérant la figure 5, on voit que l'électron perd de l'énergie par des collisions qui produisent souvent une ionisation. On peut -stimer le nombre total de collisions ionisantes (N) en supposant que chaque collision dissipe une énergie eVi, en désignant par eVi le potentiel d'ionisation moyen. Une fraction (E/2) de ces collisions peut être constituée par des collisions rayonnantes ou des irteractions de paroi (capture à la grille ou à l'anode). On a ainsi N = 7 0 (l) On détermine de façon empirique: E sent un nombre équivalent de paires d'ions-électrons (on ne considère ici que des premières ionisations). Les ions dérivent à la fois vers la cathode et vers la grille de source o ils sont capturés. Parmi les électrons qui dérivent vers la grille, une fraction (1-S) est capturée par la grille, et la majorité (S) pénètre dans la région à champ élevé, dans l'espace grille-anode, puis est capturée par l'anode. Le dia- gramme de la figure 5 montre schématiquement les divers flux de particules chargées (la lettre "e" désignant les électrons et la lettre "i" désignant les ions). Pour maintenir la neutralité des charges dans le plasma, la densité de courant résultant à l'anode doit être égale à la densité de courant au voisinage de la grille, c'est-à-dire qu'on doit avoir: Jik + Jek =Jeg Jig (2) Le coefficient d'émission secondaire (Y) est généralement défini par la relation Dek Jik (3) Du fait que le processus de collision ionisante ne modifie pas de façon importante la vitesse de l'atome neutre initial, les ions résul- tants ont une distribution aléatoire et se déplacent en nombres égaux vers la cathode et vers la grille si le potentiel est uniforme. La probabilité de neutralisation au niveau de ces électrodes dépend de l'angle d'approche, de l'énergie et de facteurs géométriques, en par- ticulier au niveau de la grille o certains ions peuvent traverser la grille et être réfléchis par le champ à partir de l'anode. On tient compte de-tous ces facteurs en définissant une quantité (Q) telle qu'on ait: U!= -:-z T__ _(4) avec Q variant de -1 à 1. De façon caractéristique, Jig peut être légèrement inférieur à Jik du fait de l'existence d'un faible gradient de potentiel et des réflexions à partir des-mailles de la grille. Ainsi, la quantité Q est probablement une quantité faible mais positive. En combinant les équations (2), (3) et (4), on obtient - Je- 2 +Y (l + Q) J.g eg- Gain On définit le gain par la relation entre les courants d'anode et de grille. En désignant les aires par A, les courants de cathode, il d'anode et de grille sont définis de la façon suivante: IK = Jeg - JgA = JegA l 2 + (1 + Q) Donc IA = SJegA IG + IA = IK IK S 1 2 + (1 + Q) IA [ G S + - IA (1 S) -Q) On obtient finalement le gain du dispositif suivant GAIN - I/ GAIN _ IA/IG = (l-s) - (1 - Q) ou 1 Q So/S - 1 avec SO - 1 - (l - Q) 2 +'6 (1 + Q) IA exprimé par le rapport (l +T).( + Q) S(2 +Y)(1 + Q) - 1 Le gain présente donc un pôle pour un coefficient de transmission de grille inférieur à un. Ceci signifie qu'on peut générer un courant d'anode aussi élevé qu'on le désire avec un courant de grille faible. I.orsque la transparence S est supérieure à la valeur critique, le gain est négatif. Du fait que le courant d'anode ne peut pas s'in- verser, le courant de grille doit s'inverser. Une situation dans laquelle le courant circule à partir de l'anode et sort par la grille et la cathode est analogue à une décharge à cathode creuse. C'est la situation habituelle qu'on observe pour un courant d'anode élevé en régime permanent. Si on arrête le courant de grille, le potentiel de grille s'élève jusqu'à ce que le courant d'ions dirigé vers la grille soit réduit, la capture des électrons soit augmentée et les courants de décharge soient régulés. et Potentiel de plasma Le nombre de collisions est donné par la relation J = (N + 1) Jek eg e ou 2 N = 7Q On obtient le potentiel de plasma 0 en utilisant la quantité N donnée par l'équation (1): - E0 2 2 Vi ( + Q 4Vi E X (l + Si, comme ci-dessus, le courant d'ions de grille est réduit, S aug- mente. Ceci réduit à son tour le potentiel de plasma du fait que le bombardement ionique de la cathode utilise maintenant plus efficace- ment les ions qui sont formés dans la décharge. LIMITATION PAR LA CHARGE D'ESPACE On a montré que l'application d'un courant de grille produit un flux d'électrons dirigé vers l'anode. Ce courant d'électrons est régulé par les effets de charge d'espace. Le courant limité par la charge d'espace est donné de façon classique par la relation 2,33 x 106 (V -)32 (unités SI) SC d2 en désignant par d l'écartement grille-anode. Si le flux d'électrons SJ. dépasse cette valeur, il s'accumule une charge négative en excès qui est à son tour neutralisée par des ions qui fuient à travers la grille. En fonction des caractéristiques dynamiques de ce processus, le potentiel de plasma peut devenir tempo- rairement positif. Le plasma finit par assurer la compensation en fournissant un courant arbitrairement élevé et en abaissant le poten- tiel d'anode à une valeur d'entretien relativement basse. Les considérations précédentes montrent qu'on peut commander le courant d'anode dans un dispositif à cathode froide qui utilise une décharge à champs croisés en tant que source de plasma. Le gain en courant entre la grille et l'anode dépend de la transparence de la grille aux électrons et du coefficient effectif de réflexion des ions de la grille et de la cathode. Le gain présente une singularité pour une valeur finie de la transparence. Au-delà de cette valeur, la commande par grille est perdue. De plus, la commande continue par grille n'est maintenue qu'au- dessous d'un courant d'anode qui est déterminé par l'apparition de la limitation du flux d'électrons par la charge d'espace, ou pour un in:f érieur temps/au temps de transit des ions. Ceci ne constitue pas une diffi- culté pour un dispositif à cathode froide dans lequel on peut utili- ser en pratique des aires élevées et ce n'est pas non plus important faire pour les applications o il s'agit de/passer un dispositif de com- mutation à l'état conducteur. On vient de décrire l'invention en considérant des structures qui emploient des électrodes cylindriques, mais la configuration des' électrodes n'a aucune importance à condition de respecter les aires nécessaires. A cet égard, on peut concevoir des électrodes se pré- sentant sous la forme de plaques planes. La description et l'ana- lyse portent sur les dispositifs à décharge à champs croisés qu'on peut faire fonctionner et qui emploient trois électrodes, qui uti- lisent un champ magnétique fixe qui ne pénètre essentiellement que dans l'espace inter-électrode grille de source-cathode et qui est commandé par le champ électrostatique de la grille de source, la configuration à quatre électrodes apportant un perfectionnement o une possibilité supplémentaire de commande. Selon une variante, on peut faire fonctionner ce dispositif à décharge à champs croisés avec une polarisation d'électrodes maintenant le plasma de source au potentiel d'anode, ce qui produit des ions à la place des électrons. On peut en outre maintenir le plasma de source à des ptentiels ayant des valeurs intermédiaires, supérieures ou infé- rieures par rapport aux potentiels d'anode et de cathode. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à décharge à champs croisés, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois électrodes comprenant une électrode d'anode (A), une électrode de cathode (K) et une électrode de source (Gs), l'une des électrodes de cathode et de source comportant des espaces pour pré- senter une transparence aux électrons; des éléments d'isolation électrique (1, 2, 2a) qui supportent les électrodes à une certaine distance les unes des autres, avec l'électrode de source située à côté de la cathode, ce qui forme deux espaces inter-électrodes entre les trois électrodes; un élément permettant d' emplir les espaces inter- électrodes avec un gaz sous une pression prédéterminée; des éléments (3, 4) qui permettent de brancher un circuit électrique à l'électrode d'anode et à l'électrode de cathode, ce qui produit un champ électrique qui s'étend dans les espaces inter-électrodes, un élément (M) qui pro- duit un champ magnétique qui pénètre dans l'espace inter-éledrodes qui se trouve entre l'électrode de source et l'électrode de cathode, ce champ magnétique ne présentant pas une pénétration d'importance fonctionnelle dans l'espace inter-électrode restant, et ce champ magnétique réagissant avec le champ électrique dans l'environnement gazeux de l'espace interélectrode qui se trouve entre l'électrode de source et l'électrode de cathode, pour produire un plasma qui consti- tue une source de porteurs de charge consistant en électrons et en ions; et un élément (5) qui applique une tension à l'électrode de source pour produire un champ électrostatique qui entraîne la généra- tion de porteurs de charge, et donc une migration à partir du plasma vers l'anode, afin de déclencher la conduction dans le dispositif à décharge à champs croisés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes sont cylindriques et sont placées de façon concentrique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le champ magnétique comporte une composante dans l'espace inter- électrode qui se trouve entre l'électrode de source et l'électrode de cathode. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ magnétique est un champ magnétique fixe. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de source est placée entre les électrodes d'anode et de cathode. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des électrodes supplémentaires et une quatrième électrode (Gc), au moins, est placée entre l'électrode de source et l'anode pour faire fonction de grille de commande; et un élément (6) permettant d'appliquer un potentiel négatif à la grille de commande jusqu'à ce que le plasma de source ait fait croître le courant jusqu'à la valeur nécessaire pour fournir au circuit d'anode des porteurs de charge en nombre suffisant pour assurer une conduction complète, et permettant ensuite de faire passer le potentiel de la grille de commande à une valeur positive, par une impulsion, de façon à déclencher la conduc- tion avec un signal de faible puissance. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes reçoivent des potentiels électriques tels que le plasma de source soit au potentiel d'anode et fournisse des ions pour produire la conduction. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes reçoivent des potentiels électriques pour faire en sorte que le plasma de source fournisse des électrons pour produire la conduction.