IGBT模块作为新一代功率半导体器件,正在向高频化、大功率化以及高度集成化的方向发展,与之相关的电、热等问题越来越突出。IGBT模块的动静态电气参数与模块的温度密切相关,运行模块的功率应力与其温度互为影响。IGBT模块作为电力电子装备的核心部件,承载间歇性功率应力引起的温度往复变化,芯片及封装均会疲劳老化,电气参数与温度的关系特性受到影响发生退化,模块的安全工作区面积会因额定工作电流受限而减小。因此,研究IGBT模块的电热特性对提高器件的工作性能及运行可靠性有重要的意义。研究IGBT模块电热特性的产生原因及影响因素。通过建立功率损耗的计算模型,分析IGBT模块电热特性的产生机理;分析IGBT模块结温对本征载流子浓度、少数载流子寿命、载流子迁移率及扩散系数等半导体物理参数的影响,进而分析结温对栅极阈值电压、击穿电压、集电极漏电流以及饱和压降等电气参数的影响;分析负荷、环境和散热系统等对IGBT模块电热特性的影响。研究IGBT模块热稳态过程中通态电热特性测试试验方法。设计基于光纤温度传感器和数字式温度传感器的结、壳温度测试系统,对恒定小电流和单脉冲大电流下饱和压降温度特性的测试试验方案进行设计,并研究基于热敏参数法和直接测试法结温探测的稳态热阻测试方法;试验研究热稳态下饱和压降温度系数随负荷电流的变化规律,进而对比研究热敏参数法和直接测试法对于热阻测试的优缺点。研究IGBT模块热瞬态过程中瞬态电热特性测试试验方法。设计并搭建开关频率、占空比及工作电流可调的试验电路,实时采集模块开关模式工作时不同结温下瞬态电参量的波形,并对瞬态电参量的温度特性进行分析;根据实测恒功率条件下开关模式工作时的结、壳温度曲线,建立结、壳温度的变化模型;设计不同负载电流和开关频率工作条件下的结温测试试验,研究负载电流和开关频率对IGBT模块结温的影响。