Gallium oxide (Ga2O3) is emerging as a viable candidate for certain cl的简体中文翻译

Gallium oxide (Ga2O3) is emerging a

Gallium oxide (Ga2O3) is emerging as a viable candidate for certain classes of power electronics with capabilities beyond existing technologies due to its large bandgap, controllable doping, and the availability of large diameter, relatively inexpensive substrates. These applications include power conditioning systems, including pulsed power for avionics and electric ships, solid-state drivers for heavy electric motors, and advanced power management and control electronics. Wide bandgap (WBG) power devices offer potential savings in both energy and cost. However, converters powered by WBG devices require innovation at all levels, entailing changes to system design, circuit architecture, qualification metrics, and even market models. The performance of high voltage rectifiers and enhancement-mode metal-oxide field effect transistors benefits from the larger critical electric field of beta-Ga2O3 relative to either SiC or GaN. Reverse breakdown voltages of over 2 kV for beta-Ga2O3 have been reported, either with or without edge termination and over 3 kV for a lateral field-plated Ga2O3 Schottky diode on sapphire. The metal-oxide-semiconductor field-effect transistors fabricated on Ga2O3 to date have predominantly been depletion (d-mode) devices, with a few demonstrations of enhancement (e-mode) operation. While these results are promising, what are the limitations of this technology and what needs to occur for it to play a role alongside the more mature SiC and GaN power device technologies? The low thermal conductivity might be mitigated by transferring devices to another substrate or thinning down the substrate and using a heatsink as well as top-side heat extraction. We give a perspective on the materials' properties and physics of transport, thermal conduction, doping capabilities, and device design that summarizes the current limitations and future areas of development. A key requirement is continued interest from military electronics development agencies. The history of the power electronics device field has shown that new technologies appear roughly every 10-12 years, with a cycle of performance evolution and optimization. The older technologies, however, survive long into the marketplace, for various reasons. Ga2O3 may supplement SiC and GaN, but is not expected to replace them. Published by AIP Publishing.
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氧化镓(Ga2O3)由于其大的带隙,可控的掺杂以及大直径,相对便宜的基板的可用性,正在成为某些类型的电力电子设备的可行候选者,其功能已超出现有技术。这些应用包括功率调节系统,包括用于航空电子设备和电力船的脉冲功率,用于重型电动机的固态驱动器以及先进的功率管理和控制电子设备。宽带隙(WBG)功率器件可节省能源和成本。但是,由WBG设备供电的转换器需要在各个层面上进行创新,从而需要更改系统设计,电路架构,资格指标甚至市场模型。相对于SiC或GaN,β-Ga2O3的更大临界电场使高压整流器和增强型金属氧化物场效应晶体管的性能受益。据报道,无论有无边缘终止,β-Ga2O3的反向击穿电压都超过2 kV,而蓝宝石上的横向场镀Ga2O3肖特基二极管的反向击穿电压则超过3 kV。迄今为止,在Ga2O3上制造的金属氧化物半导体场效应晶体管主要是耗尽(d-mode)器件,并有一些增强(e-mode)操作的演示。这些结果令人鼓舞,该技术的局限性是什么?与更成熟的SiC和GaN功率器件技术一起发挥作用需要发生什么?可以通过将设备转移到另一个基板上或使基板变薄并使用散热器以及顶部吸热来缓解低导热性。我们对材料的性质和传输,导热,掺杂能力以及器件设计等方面进行了概述,总结了当前的局限性和未来的发展领域。关键要求是军事电子开发机构的持续关注。电力电子设备领域的历史表明,新技术大约每10到12年出现一次,并且具有性能发展和优化的周期。但是,较旧的技术 由于各种原因在市场上长期生存。Ga2O3可以补充SiC和GaN,但不能替代它们。由AIP Publishing发布。
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氧化铝 (Ga2O3) 正在成为某些电力电子类的可行候选产品,其能力超过现有技术,因为它具有大频带加率、可控掺杂剂以及大直径、相对便宜的基材。这些应用包括电源调节系统,包括用于航空电子设备和电动船舶的脉冲电源、重型电机的固态驱动器以及先进的电源管理和控制电子装置。宽带加普 (WBG) 电源设备在能源和成本方面均可节省潜力。但是,由 WBG 设备供电的转换器需要在所有级别进行创新,这需要更改系统设计、电路架构、资格指标,甚至市场模型。与 SiC 或 GaN 相比,β-Ga2O3 的更大临界电场可使高压整流器和增强型金属氧化物场效应晶体管的性能受益。已报告 beta-Ga2O3 的反向故障电压超过 2 kV,带或无边缘端接,蓝宝石上横向镀 Ga2O3 肖特基二极管的反向故障电压超过 3 kV。迄今为止,在Ga2O3上制造的金属氧化物-半导体场效应晶体管主要是耗竭(d-mode)器件,其中有几种演示了增强(电子模式)操作。虽然这些结果很有希望,但这项技术的局限性是什么?它需要与更成熟的SiC和GaN电源设备技术一起发挥作用, 需要发生什么?通过将器件转移到另一个基板或从基板上变薄,并使用散热器以及顶部侧热提取,可以降低低导热性。我们提供了材料的特性和物理的运输,热传导,掺杂能力和设备设计,总结了当前的限制和未来的发展领域。一项关键要求是军事电子开发机构继续感兴趣。电力电子设备领域的历史表明,新技术大约每10-12年出现一次,性能的演变和优化周期。然而,由于各种原因,较旧的技术在进入市场时长期存在。Ga2O3 可以补充 SiC 和 GaN, 但预计不会取代它们。由 AIP 发布。
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氧化镓(Ga2O3)由于其大的带隙、可控的掺杂以及大直径、相对廉价的衬底的可用性,正逐渐成为某些类型的电力电子器件的可行候选材料。这些应用包括功率调节系统,包括用于航空电子设备和电力船舶的脉冲功率,用于重型电机的固态驱动器,以及先进的功率管理和控制电子设备。宽禁带(WBG)功率器件在能源和成本方面都有潜在的节约。然而,由WBG器件驱动的转换器需要在各个层面进行创新,包括系统设计、电路结构、鉴定指标甚至市场模型的改变。高压整流器和增强型金属氧化物场效应晶体管的性能得益于β-Ga2O3相对于SiC或GaN的更大临界电场。报道了β-Ga2O3的反向击穿电压超过2kv,无论是否有边缘端接,对于蓝宝石上的横向场镀Ga2O3肖特基二极管,反向击穿电压超过3kv。迄今为止,在Ga2O3上制备的金属氧化物半导体场效应晶体管主要是耗尽型(d型)器件,但也有一些增强(e型)操作的演示。虽然这些结果是有希望的,但这项技术的局限性是什么?它需要做些什么才能与更成熟的SiC和GaN功率器件技术一起发挥作用?低热导率可以通过将设备转移到另一个基板或使基板变薄以及使用散热片和顶部散热来减轻。我们对材料的性质和物理传输、热传导、掺杂能力和器件设计进行了展望,总结了当前的局限性和未来的发展领域。一个关键的要求是军事电子发展机构的持续兴趣。电力电子器件领域的历史表明,新技术大约每10-12年出现一次,有一个性能演进和优化的周期。然而,由于种种原因,较老的技术在市场上存活了很长时间。Ga2O3可以补充SiC和GaN,但预计不会取代它们。由AIP出版公司出版。<br>
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