ES2612203T3 - Un tiristor, un procedimiento de activar un tiristor, y circuitos del tiristor - Google Patents

Abstract

Un tiristor que comprende: una primera región (715) de un primer tipo de conductividad; una segunda región (725) de un segundo tipo de conductividad y contiguo a la primera región; una tercera región (735) del primer tipo de conductividad y contigua a la segunda región; una cuarta región del segundo tipo de conductividad y que comprende un primer segmento (742) y un segundo segmento (744) separado del primer segmento, el primer segmento y el segundo segmento se encuentran cada uno contiguos a la tercera región; un elemento resistivo (755) que conecta de manera eléctrica el primer segmento y la tercera región; un primer contacto (705) contiguo a la primera región; un segundo contacto (795) contiguo al primer segmento; y un contacto de disparo (745) contiguo al segundo segmento y separado del segundo contacto.

Description

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DESCRIPCION

Un tiristor, un procedimiento de activar un tiristor, y circuitos del tiristor Campo de la Invencion

Esta invencion se refiere a tiristores, procedimientos de activacion de tiristores y a circuitos de tiristores. Antecedentes de la Invencion

Los tiristores son elementos biestables, que consisten en dos transistores bipolares PNP y NPN de interaccion configurados en una disposicion PNPN, que se puede activar desde un estado desconectado a un estado conectado ohmico muy bajo. De manera convencional, se aplica una corriente positiva a la base del transistor NPN con el fin de activar el dispositivo.

Para algunas aplicaciones, en particular aquellas en las que el tiristor funciona a tensiones positivas altas, es deseable poder activar el tiristor por el uso de una corriente negativa. Es conocido activar un tiristor por medio del suministro de una corriente negativa a la base del transistor PNP. Tambien es conocido activar un tiristor por medio del suministro de una corriente negativa al emisor del transistor NPN.

Los dispositivos configurados para tales procedimientos de activacion de corriente negativa pueden sufrir de una o mas desventajas tales como tensiones de ruptura no estables que pueden variar segun los margenes tfpicos del proceso de fabricacion, corrientes de disparo excesivas y una mayor cafda de tension que da lugar a una mayor disipacion en el estado encendido.

Compendio

De acuerdo con un aspecto se proporciona un tiristor que comprende: una primera region de un primer tipo de conductividad, una segunda region de un segundo tipo de conductividad y contigua a la primera region, una tercera region del primer tipo de conductividad y contigua a la segunda region, una cuarta region del segundo tipo de conductividad y que comprende un primer segmento y un segundo segmento separado del primer segmento, el primer segmento y el segundo segmento se encuentran cada uno contiguos a la tercera region, un primer contacto contiguo a la primera region, un segundo contacto contiguo al primer segmento, y un contacto de disparo contiguo al segundo segmento y separado del segundo contacto.

Por lo tanto, de acuerdo con este aspecto, se puede proporcionar una corriente de disparo al segundo segmento de la cuarta region, pero puede no requerir pasar a traves del primer segmento de la cuarta region. Por lo tanto puede ser posible disenar o controlar por separado la impedancia de la trayectoria portadora de corriente principal, que incluye el primer segmento de la cuarta region, para que sea independiente de, o tenga una dependencia relativamente reducida de, el contacto de disparo y los requisitos de la corriente de disparo. Al proporcionar el segundo segmento separado del primer segmento, los segmentos se pueden polarizar electricamente de manera diferente. Por lo tanto los segmentos primero y segundo en general estaran electricamente separados y en particular tendran un grado o nivel de aislamiento electrico entre los mismos. Pueden estar muy separados ffsicamente entre sf, o de otro modo electricamente aislados, por ejemplo por medio de aislamiento por union.

El tiristor comprende un elemento resistivo que conecta de manera electrica el primer segmento y la tercera region. La resistencia puede conectar la tercera region a tierra. La resistencia actua para evitar que la tercera region entre en flotacion, ya que de otro modo, simplemente puede descender en tension junto con el primer segmento. En general actua para mantener la polarizacion cerca del segundo segmento y suministrar la corriente de base necesaria. Puede ser integral con el resto del dispositivo, o se puede proporcionar como un componente conectado por separado.

En las realizaciones, el primer segmento y el segundo segmento se encuentran delimitados por la cuarta region. Por lo tanto los segmentos se pueden separar de manera electrica por medio de estar espaciados en la cuarta region. Por ejemplo, pueden ser regiones separadas ffsica y/o electricamente en un pozo n.

En las realizaciones, el tiristor ademas comprende un diodo electricamente en paralelo con el elemento resistivo y conectado entre el primer segmento y la tercera region. Tal diodo puede tener el efecto de limitar la tension negativa alcanzable por la tercera region. Tal diodo puede ser integral con el resto del dispositivo, o se puede proporcionar como un componente conectado por separado.

En las realizaciones, el primer tipo de conductividad es de tipo p y el segundo tipo de conductividad es de tipo n. En las realizaciones, el primer contacto electrico es un anodo y el segundo contacto es un catodo.

En las realizaciones, la segunda region es una primera region de base y la tercera region es una segunda region de base, la primera region de base comprende una region de deriva relativamente ligeramente dopada, la segunda region de base se encuentra fuertemente dopada, y la primera region tiene una longitud que es mayor que la de la segunda region de base.

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De acuerdo con otro aspecto, se proporciona un excitador que comprende un tiristor de acuerdo con lo recien descrito y un controlador configurado para proporcionar una corriente de disparo negativa al contacto de disparo del tiristor.

De acuerdo con un aspecto adicional mas, se proporciona un circuito de iluminacion LED, que comprende tal excitador y una pluralidad de cadenas de LED, con una cadena de LED conmutada dispuesta en paralelo con el tiristor que se encuentra configurada para, durante su uso, proporcionar un circuito de derivacion para la cadena de LED conmutada.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona un procedimiento de funcionamiento de un tiristor que tiene una primera region adyacente a un anodo, las regiones segunda y tercera son las regiones de base primera y segunda respectivamente, y una cuarta region adyacente a un catodo y que comprende segmentos primero y segundo separados, el procedimiento comprende: la activacion del tiristor por medio de la acumulacion de una corriente negativa de un contacto de disparo en conexion electrica con el segundo segmento, y la desconexion del tiristor al detener la acumulacion de corriente negativa.

En las realizaciones, el procedimiento ademas comprende la desconexion del tiristor por medio de la conexion electrica del segundo segmento a la tercera region. Por lo tanto, al poner en cortocircuito el segundo segmento con la tercera region, que en una aplicacion tfpica puede corresponder a poner en cortocircuito una resistencia entre estas dos regiones, el dispositivo puede apagarse.

Estos y otros aspectos de la invencion seran evidentes a partir de, y se aclararan con referencia a, las realizaciones descritas de aqu en adelante.

Breve descripcion de los dibujos

Las realizaciones de la invencion se describiran, unicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos, en los que

la figura 1 ilustra un tiristor generico representado en varias formas diferentes;

la figura 2 muestra una seccion transversal esquematica a traves de un dispositivo de tiristor convencional; la figura 3 muestra las lmeas de las curvas equipotenciales en un dispositivo de tiristor convencional de acuerdo con lo representado en la figura 2;

la figura 4 muestra curvas caractensticas de corriente-tension del tiristor en un estado conectado y en un estado no conectado;

la figura 5 muestra disposiciones convencionales para la activacion de un tiristor, en la figura 5(a) por medio de una corriente positiva y en las figuras 5(b) y5(c) por medio de corrientes negativas;

la figura 6 muestra curvas de disipacion del estado conectado representativas para un tiristor convencional y un tiristor de acuerdo con las realizaciones;

la figura 7 muestra un tiristor de acuerdo con las realizaciones, en la figura 7(a) en forma de bloques y en la figura 7(b) en una forma de diagrama de circuitos;

la figura 8 muestra un tiristor de acuerdo con otras realizaciones en una forma de diagrama de circuitos; la figura 9 muestra una vista en planta parcialmente despojada de un tiristor de acuerdo con las realizaciones; y

la figura 10 muestra una aplicacion representativa de acuerdo con las realizaciones.

Se debe observar que las Figuras son esquematicas y no estan dibujadas a escala. Las dimensiones y proporciones relativas de estas Figuras se han mostrado exageradas o reducidas en tamano, por el bien de la claridad y la conveniencia de los dibujos. En general se utilizan los mismos signos de referencia para referirse a caractensticas correspondientes o similares en realizaciones modificadas o diferentes.

Descripcion detallada de las realizaciones

La figura 1 muestra un tiristor generico representado en varias maneras diferentes. Un tiristor es un dispositivo PNPN, y como se muestra en la figura 1(a) comprende cuatro regiones 110, 120, 130, y 140, que se encuentran dopadas para tener una conductividad p, n, p y n respectivamente. Convencionalmente la region 110 se denomina las primeras regiones de emisor 120 y 130 se conocen como las regiones de primera y segunda base respectivamente, y la region 140 se describe como la segunda region de emisor. El primer emisor 110 se encuentra adyacente a un contacto de anodo 112, y el segundo emisor 140 se encuentra adyacente a un contacto de catodo 142. Un tiristor tiene un contacto de compuerta, o disparo 132, que para los tiristores activados positivamente convencionales tfpicamente se encuentra conectado a la segunda region de base 130.

Como se puede ver en la figura 1(b), es posible considerar un tiristor como un par de dos transistores bipolares PNP y NPN de interaccion. El primer transistor, PNP, comprende las regiones 110, 120 y 130 y actua como emisor, base y colector respectivamente, mientras que el segundo transistor, NPN, comprende las regiones 120, 130 y 140 y actua como colector, base y emisor respectivamente. La Figura 1(c) muestra un tiristor como una combinacion de

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dos transistores bipolares de acuerdo con lo recien descrito, representado por la senal de circuito convencional para los transistores bipolares, y la figura 1(d) muestra el mismo dispositivo por el uso del sfmbolo de circuito convencional para un tiristor. Se puede observar que el contacto de compuerta 132 aparece como un contacto externo, mientras que la interconexion 122 entre el colector del segundo transistor y la base del primer transistor no se muestra como un contacto externo para el dispositivo.

La Figura 2 muestra una seccion transversal esquematica a traves de un dispositivo de tiristor convencional. La Figura 3 muestra los campos electricos a traves del mismo dispositivo en su estado desconectado y cerca de la ruptura. Las primera y segunda regiones de emisor se muestran como 210 y 240 respectivamente, y las regiones de primera y segunda base se muestran en 220 y 230 respectivamente. Los contactos se proporcionan para cada una de estas regiones en 212, 222, 232, y 242 respectivamente. Tambien se muestra una placa de campo 224. Estructuralmente el dispositivo es similar a los dispositivos NDMOS de alta tension estandar, con una region de deriva n extendida, dopada a un nivel muy bajo que forma la base del transistor PNP. Se proporciona un alto grado de aislamiento electrico por medio de la estructura de oxido 250 por debajo del dispositivo activo; la region de deriva n proporciona aislamiento electrico a traves del transistor PNP. En contraste con la longitud de la region de base del transistor PNP que incluye la region de deriva n, la region de base del transistor NPN se proporciona por medio de una region de difusion de cuerpo relativamente estrecha 230. Tfpicamente, la longitud de esta region puede ser de menos de 1 pm mientras que la region de deriva tipicamente es de 40 to 60 pm.

La Figura 3 muestra la misma estructura, con las lmeas de las curvas equipotenciales 310, 312, 314 etc., superpuestas sobre la misma. Las condiciones que se muestran corresponden a un lado alto de 450V a una polarizacion de anodo-catodo de 231V, es decir, hay un total de 681V a traves del dispositivo.

La Figura 4 muestra una caractenstica de tension de corriente de un tiristor en un estado no conductor (lmea de puntos en negrita 410) y un estado conductor (lmea discontinua en negrita 420). En un estado no conductor el tiristor exhibe una resistencia muy alta (curva IV muy poco plana) entre su tension de ruptura inversa Vbr y una tension de ruptura directa Vbo. En su estado conductor el tiristor exhibe una resistencia muy baja (una curva muy empinada IV) en polarizacion directa (es decir, el primer cuadrante). El estado no conductor corresponde a una corriente de compuerta o disparo Ig. La figura muestra la transicion a medida que Ig se incrementa desde 0 (Ig=0) a una corriente alta (Ig>>0). La activacion tfpicamente se lleva a cabo al forzar una corriente Ig de base positiva en el transistor NPN (en el nodo de compuerta).

La Figura 5 muestra procedimientos para la activacion de un tiristor, el tiristor se muestra como un par de transistores PNP y NPN de interconexion 510 y 520. En la figura 5(a) se muestra la activacion por medio de forzar una corriente Ig de base positiva en el transistor NPN en el nodo de compuerta. La corriente de disparo se muestra en la lmea de puntos en negrita 530.

En algunas aplicaciones, los ejemplos de la misma se describiran con mas detalle mas abajo, puede ser preferible activar el tiristor por el uso de una corriente negativa en vez de una corriente positiva. En las figuras 5(b) y 5(c), respectivamente, se muestran dos mecanismos conocidos para tal activacion.

La Figura 5(b) representa la denominada activacion por PNP. En este procedimiento de activacion, se acumula una corriente negativa desde la base de la resistencia PNP. Entonces en esta estructura, el contacto de compuerta del tiristor se conecta a la base del transistor PNP. Esta estructura sufre del hecho de que el PNP en general es un bipolar muy pobre debido a su region de base muy ancha. Como resultado, unicamente una fraccion muy pequena de la corriente de disparo da lugar a orificios que alcanzan al catodo. Dado que se necesita que estos orificios enciendan el NPN, el dispositivo puede ser diffcil de activar, en particular en condiciones de lado bajo, es decir, cuando no hay una gran tension a traves del dispositivo. Tfpicamente, la cantidad de orificios puede ser tan baja que se necesita un cuerpo flotante para lograr que se active el dispositivo en todas las condiciones de lado bajo. Los cuerpos flotantes sin embargo son conocidos por dar lugar a un comportamiento inesperado y no reproducible. Sin embargo, esto puede dar lugar a corrientes de disparo altas en condiciones de lado bajo.

La Figura 5(c) representa la activacion del emisor. En esta configuracion la union base-emisor NPN se pone en polarizacion directa por medio de la acumulacion de una corriente (de disparo) 540 (se muestra como una lmea de puntos en negrita) desde el catodo. Esta estructura requiere por lo menos dos componentes adicionales: (1) un diodo adicional 550 para permitir que el catodo se lleve a una polarizacion negativa y (2) una resistencia 555 conectada a la base para proporcionar la corriente de base necesaria. El uso del catodo completo como un emisor de disparo de nuevo da lugar a corrientes de disparo altas. Ademas, el diodo agregado en la trayectoria de corriente principal da lugar a una cafda de tension adicional de ~0,7V a traves del circuito. La tension adicional aumenta de manera significativa la disipacion.

La disipacion se muestra de manera grafica en la figura 6. La Figura 6 muestra la corriente de mantenimiento del anodo en estado conectado medida (en la ordenada o eje Y) para un tiristor activado por un emisor amplio de 300pm, contra la tension Vak (en la abscisa o eje x) en 610 de acuerdo con una estructura activada por emisor convencional y en 620 de acuerdo con las realizaciones como se describira a continuacion. La cafda de tension

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tipica en un dispositivo activado por emisor convencional es mayor que 3V debido a la cafda de tension extra de 0,7V en el diodo agregado. El diseno de acuerdo con las realizaciones, que tiene una compuerta de disparo separada como se describira con mas detalle mas abajo, muestra una cafda de tension relativamente mas baja al igual que una corriente de mantenimiento mas baja.

En las realizaciones, el emisor n+ en el NPN se divide en por lo menos dos segmentos o regiones, que se enrutan a dos zonas de soldadura diferentes. Tfpicamente el emisor mas grande actuara como el catodo original mientras que el emisor mas pequeno ahora se convierte en la compuerta. Los segmentos o regiones en general se encuentran espaciados, con el fin de que se puedan polarizar electricamente por separado a polarizaciones diferentes. En una configuracion ffsica tfpica, este aislamiento electrico se puede lograr por medio de la colocacion por separado de los segmentos, con suficiente espaciado entre ellos, en un pozo p. La estructura se muestra de manera grafica en la figura 7(a). La Figura muestra un tiristor, que tfpicamente puede ser una estructura PNPN, con cuatro regiones. Tres de estas regiones, que son el primer emisor 715 conectado a un contacto de anodo 705 y las region de base primera y segunda 725 y 735, al menos en general, no se cambian en comparacion con una estructura de tiristor convencional (1l0, 120 y 130 respectivamente). Sin embargo la cuarta region se divide en dos regiones separadas 742 y 744. La primera region o segmento 742 actua como el emisor convencional y esta conectada a un contacto de catodo 795, la segunda region o segmento 744 actua como la compuerta, y esta conectada de manera electrica a un contacto de disparo o compuerta 745.

En terminos de implementacion de circuitos, en la figura 7(b) se muestra un circuito equivalente de acuerdo con las realizaciones. Efectivamente, el emisor segmentado divide el NPN 520 en dos NPN paralelos 720 y 720', el primero transporta la corriente principal (lmea discontinua en negrita 540) mientras que el segundo es exclusivamente para la activacion y unicamente toma la corriente de disparo (lmea de puntos en negrita 540'). Se muestra una resistencia Rn, de anodo, entre las regiones 715 y 725. Tal resistencia puede asegurar que las bases no sean flotantes. Se muestra una resistencia adicional Rn, de deriva, de una manera esquematica simplificada, entre las regiones 725 y 735. Esta representa la resistencia de la, relativamente larga, region de deriva.

En las realizaciones, la base del transistor NPN se encuentra conectada a tierra por medio de una resistencia 755. Un valor de resistencia relativamente alto, que en la practica puede ser estar entre aproximadamente 100 ohmios, en general se puede utilizar con el fin de lograr una corriente de mantenimiento particularmente baja. Si la resistencia es muy baja la corriente de mantenimiento se puede volver muy alta, lo cual en general no es deseable. A la inversa, si la resistencia es muy alta - y en particular si se trata de un circuito abierto - el dispositivo se puede volver semiflotante, lo que puede dar lugar a, como el experto en la tecnica apreciara, problemas con el pico de tension y dV/dt. Ademas, el uso de una resistencia demasiado alta puede dar lugar a que el cuerpo se lleve a una polarizacion excesivamente negativa durante la activacion, lo que puede no ser deseable.

En algunas realizaciones, tal como la que se muestra en la figura 8, se incluye un diodo paralelo 765 en paralelo con la resistencia catodo-base. Esto puede proporcionar una integracion mas robusta, y en particular puede limitar la tension de base a aproximadamente -0.7V sin afectar las corrientes de mantenimiento. En otros aspectos la realizacion que se muestra en la figura 8 es similar a la que se muestra en la figura 7(b).

En la figura 9 se muestra una vista en planta parcialmente despojada representativa de una estructura de tiristor de acuerdo con las realizaciones. Esta vista muestra la zona de soldadura grande convencional 905 para el anodo, y una zona de soldadura convencional 995 para el catodo. La zona de soldadura del catodo 995 se conecta, por medio de una pista 995' que tfpicamente puede ser una pista de metal, a los segmentos 942 del emisor. Si bien como se muestra en la figura 9, los segmentos son discontinuos, en la practica, se conectan por medio de una conexion metalica. Los segmentos, o las secciones, del emisor 942 se encuentran delimitados en una region PWELL 937 que esta conectada por una region de contacto de cuerpo p+ 935. La region PWELL 937 por lo tanto corresponde a PW en la figura 2, es decir, la segunda region de base 230. La region de contacto de cuerpo p+ 935 se puede conectar a una almohadilla de contacto 930 por medio de la pista 930' que tfpicamente puede ser una pista metalica. La almohadilla de contacto 930 puede ser una almohadilla de contacto externa, o se puede utilizar de manera interna dentro de un dispositivo. La almohadilla de contacto 930 por lo tanto corresponde al contacto KP 232 en la figura 2. En particular, un elemento resistivo Rk,de derivacion 955 puede conectar la almohadilla de contacto de base 932 a la zona de soldadura del catodo 995. El elemento resistivo 955 se puede proporcionar como un componente separado, o puede ser el resultado de elementos parasitos. El elemento resistivo 955 puede tener un valor de varios cientos de ohmios. En adicion, se puede conectar un diodo 965 entre la almohadilla de contacto de base 930 y la zona de soldadura del catodo 995. El diodo 965 se puede proporcionar como un diodo integrado. En el caso de que el diodo 965 y el elemento resistivo 955 se proporcionen como componentes integrados, puede que no haya ninguna necesidad de hacer contacto con la almohadilla de contacto de base 930, en cuyo caso se puede omitir esta almohadilla.

Tambien rodeado por la region PWELL 937, ademas del segmento o los segmentos de emisor 942 conectado a la zona de soldadura del catodo 995, se encuentra un segmento de emisor 944. El segmento de emisor 944 se encuentra espaciado lejos del segmento de emisor 942, de manera tal que, en general, se encuentre aislado termicamente del mismo. El segmento de emisor 944 se conecta, por medio de una pista 945' que puede ser una

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pista de metal, a la almohadilla de contacto de disparo 945. La almohadilla de contacto de disparo 945 se puede conectar a una zona de soldadura del catodo 995 por medio de un elemento resistivo RG,de derivacion. El elemento resistivo RG,de derivacion puede ser un componente separado o puede formarse a partir de elementos parasitos.

En las realizaciones que se muestran en la figura 9, el emisor se encuentra separado en exactamente dos segmentos 942 y 944. En otras realizaciones, el emisor puede incluir segmentos adicionales. Se pueden conectar uno o mas de estos segmentos adicionales por medio de una pista metalica a la almohadilla de contacto del catodo 995, en otras realizaciones se pueden proporcionar almohadillas de contacto separadas para dos o mas de los segmentos de emisor. Por lo tanto en las realizaciones, se pueden proporcionar dos o mas almohadillas de contacto de disparo 945. En particular, en el caso de un tiristor de corriente muy alta, puede ser apropiado o conveniente simplemente replicar los dos segmentos 942 y 944. Esto puede mejorar la activacion uniforme para el estado conectado, a traves de todo el dispositivo. Por lo tanto en un dispositivo de corriente alta, puede haber dos o mas almohadillas de contacto de disparo asociadas. Se debe observar que la figura 9 es unicamente esquematica, y los espaciados y dimensiones relativos de las regiones de la Figura 9 se tienen que ajustar para ayudar a la comprension. En particular, en una realizacion ilustrativa la region de cuerpo agregada puede estar mucho mas estrechamente envuelta alrededor de las areas de emisor 942 y 944 que lo que se muestra, y el ancho de la segunda base (es decir, la distancia entre las regiones 942 y 944 hasta el borde del implante de cuerpo) puede ser mucho mas pequeno que el ancho de la primera base, es decir, la distancia desde la region 935 a las regiones 942 y 944.

Sin limitaciones, los tiristores de acuerdo con las realizaciones pueden ser convenientes para utilizarse en aplicaciones de alta tension. Los tiristores son convenientes para aplicaciones de corriente muy alta, debido a su resistencia de estado conectado relativamente baja. Las aplicaciones tfpicas pueden ser aplicaciones de CC de alta tension que manejan corrientes de varios cientos de amperios y hasta o por encima de 1 kV. Sin embargo, las aplicaciones de tiristores no estan limitadas a tales corrientes altas. Una aplicacion de corriente mas baja representativa es un circuito de iluminacion LED, que de manera tfpica puede funcionar a o por debajo de 1A. Por lo tanto los tiristores de acuerdo con las realizaciones pueden funcionar con particular eficacia bajo las denominadas condiciones de lado alto para la conmutacion de potencia, en las que puede ser deseable accionar el tiristor por medio de una corriente de disparo negativa. Un ejemplo de tal aplicacion es un circuito de control LED con multiples salidas, tal como el que se muestra en la figura 10. Se puede utilizar un primer ejemplo de tal realizacion, en desarrollo por NXP Semiconductors B.V., para impulsar 120mA a una tension de ruptura de 650V.

La figura 10 muestra un circuito de iluminacion LED 1000 que comprende un excitador de sistema 1010 para excitar una pluralidad de cadenas de LED 1022, 1024, 1026 y 1028. Las cadenas se encuentran dispuestas en una configuracion "directa a la red electrica", de manera tal que se conecten y se desconecten en secuencia, en respuesta a la tension de red instantanea. Como se muestra, las cadenas de LED se encuentran dispuestas en serie. El excitador de sistema 1010 incluye las fuentes de corriente 1032, 1034, 1036, y 1038, para proporcionar las corrientes de cadena STR1... STR4 como se muestra. Sin embargo, el excitador de sistema 1010 tambien incluye tres tiristores 1042,1044 y 1046 como se muestra. Los tiristores se encuentran dispuestos a fin de que sean capaces de hacer cortocircuito en los individuales de las cadenas de LED, respectivamente 1022, 1024 y 1026.

Las fuentes de corriente y los tiristores se controlan por medio de un controlador 1050. El controlador de sistema tambien incluye una unidad de suministro de alta tension 1064 que proporciona una fuente de alimentacion rectificada, desde la red electrica 1070.

Como ejemplo de funcionamiento simplificado, se debe considerar el caso en que las cadenas de LED requieren cada una tension de 60V para funcionar, y el circuito de iluminacion esta conectado a una alimentacion de red electrica de 230V 50Hz con una tension de pico de 325V. En un cruce por cero de la alimentacion de red electrica, ninguna de las cadenas se encuentra en funcionamiento. Despues de aproximadamente 5 ms la tension de red electrica alcanza aproximadamente 60V, y luego se conecta la primera cadena de LED 1028. En este punto se requiere hacer cortocircuito en, o derivar, las tres cadenas de LED restantes, lo cual se realiza por medio del cierre de los tiristores 1042, 1044 y 1046. Despues de aproximadamente 12 ms, la tension de red electrica alcanza aproximadamente 120 V, en cuyo punto se abre el tiristor 146 , de manera tal que la cadena de LED 1026 ya no se derive, y se enciende. Una vez que la tension alcanza 180V, el tiristor 1044 sin pasar por la cadena de LED 1024 se apaga para eliminar ese cortocircuito, y por ultimo una vez que la tension de red electrica alcanza 240V, se abre el tiristor 1042 que no pasa por la cadena de LED 1022. Todas las cadenas de LED se encuentran en funcionamiento, y continuan funcionando durante la parte de tension mas alta del ciclo principal. A medida que la tension empieza a caer, los tiristores se cierran, en la secuencia opuesta, es decir, 1042, 1044 y luego 1046 con el fin de evitar de manera secuencial el numero creciente de las cadenas.

Tal aplicacion es un ejemplo no limitativo de una aplicacion de corriente relativamente alta, en la que los tiristores funcionan en el lado alto y se benefician de una corriente de disparo negativa.

Luego de la lectura de la presente descripcion, otras variaciones y modificaciones seran evidentes para el experto en la tecnica. Tales variaciones y modificaciones pueden implicar caractensticas equivalentes y otras que ya son

conocidas en la tecnica de los tiristores, y que se pueden utilizar en lugar de, o ademas de, las caractensticas ya descritas en la presente memoria.

Las caractensticas que se describen en el contexto de realizaciones separadas tambien se pueden proporcionar en 5 combinacion en una unica realizacion. A la inversa, varias caractensticas que, por brevedad, se describen en el contexto de una unica realizacion, tambien se pueden proporcionar por separado o en cualquier subcombinacion adecuada.

En aras de la exhaustividad tambien se indica que el termino "que comprende" no excluye otros elementos o pasos, 10 el termino "un" o "una" no excluye una pluralidad, un unico procesador u otra unidad que pueda cumplir las funciones de varios medios enumerados en las reivindicaciones no se deben interpretar como limitativos del alcance de las reivindicaciones.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un tiristor que comprende:

   una primera region (715) de un primer tipo de conductividad;

   una segunda region (725) de un segundo tipo de conductividad y contiguo a la primera region;

   una tercera region (735) del primer tipo de conductividad y contigua a la segunda region;

   una cuarta region del segundo tipo de conductividad y que comprende un primer segmento (742) y un

   segundo segmento (744) separado del primer segmento, el primer segmento y el segundo segmento se

   encuentran cada uno contiguos a la tercera region;

   un elemento resistivo (755) que conecta de manera electrica el primer segmento y la tercera region; un primer contacto (705) contiguo a la primera region;

   un segundo contacto (795) contiguo al primer segmento; y un contacto de disparo (745) contiguo al segundo segmento y separado del segundo contacto.
2. 2. Un tiristor segun la reivindicacion 1, en donde el primer segmento y el segundo segmento se encuentran espaciados y cada uno esta delimitado por la cuarta region.
3. 3. Un tiristor segun cualquier reivindicacion precedente, que ademas comprende un diodo (765) electricamente en paralelo y conectado entre el primer segmento y la tercera region.
4. 4. Un tiristor segun cualquier reivindicacion precedente, en el que el primer tipo de conductividad es de tipo p y el segundo tipo de conductividad es de tipo n.
5. 5. Un tiristor segun cualquier reivindicacion precedente, en donde el primer contacto es un anodo y el segundo contacto es un catodo.
6. 6. Un tiristor segun la reivindicacion 5, en donde la segunda region es una primera region de base y la tercera region es una segunda region de base, la primera region de base comprende una region de deriva relativamente ligeramente dopada, la primera region de base se encuentra relativamente fuertemente dopada, y la primera region tiene una longitud que es mayor que la de la segunda region de base.
7. 7. Un excitador que comprende un tiristor segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes y un controlador configurado para proporcionar una corriente de disparo negativa al contacto de disparo del tiristor.
8. 8. Un circuito de iluminacion LED que comprende un excitador segun la reivindicacion 7 y una pluralidad de cadenas de LED (1022, 1024, 1026, 1028), con una cadena de LED conmutada dispuesta en paralelo con el tiristor, el tiristor se encuentra configurado para, durante su uso, proporcionar un circuito de derivacion para la cadena de LED conmutada.
9. 9. Un procedimiento de funcionamiento de un tiristor que tiene una primera region adyacente a un anodo, las regiones segunda y tercera son las regiones de base primera y segunda respectivamente, y una cuarta region adyacente a un catodo y que comprende segmentos primero y segundo separados, el procedimiento comprende:

   la activacion del tiristor por medio de la acumulacion de una corriente negativa de un contacto de disparo en conexion electrica con el segundo segmento.
10. 10. El procedimiento de la reivindicacion 9, que ademas comprende la desconexion del tiristor por medio de un cortocircuito electrico del segundo segmento a la tercera region.