随着工业社会和信息时代的高速发展,以半导体器件为基础的电子科学高速发展。其中,Si功率半导体器件以其独有的技术优势和产能优势成为当代半导体产业的中坚力量,在航空航天、军事科工、电网输运、电能机车、自动控制、物流储能等诸多方向有着广泛的应用。然而,功率半导体器件工作过程中承担巨额开关损耗并负载较大功率,极易产生温升导致一系列的可靠性风险。温度是衡量器件可靠性的重要指标,已有阿伦尼思模型等经典理论模型指出:温度每上升10℃,器件的寿命大概下降一半,相应的失效风险也成倍增长。因此,为保障功率器件工作于安全范围内,有效监控其结温是一种良好的手段,有助于工程人员实时掌握器件状况,避免由于热损伤所带来的经济损失。相较于测试条件严苛,侵入性较强的物理接触测温法和光学测温法,电学测温法不破坏器件的原有封装,且嵌入性强,可匹配于正常工作电路;相较于单纯运算的模拟仿真测温法,电学测温法所得结果均来源于实际测量,对器件的非均一性表征也有着明显的优势。电学测温法以特定的电气参数作为温敏参数,通过预先构建校温曲线的方式反推结温,是近年来国际上深受追捧的研究热点。然而,目前见诸于各类文献报道的温敏参数种类繁多,对参数的温度特性鲜有统一的研究报道。为此,本文着重研究了半导体器件电气参数的温度特性并给出温敏参数的适用性条件和选取规则,对动态参数、静态参数、稳态参数、瞬态参数进行了一致性验证,研究了温敏参数的无差异性原则,并通过功率MOS及IGBT和二极管等经典功率半导体器件进行了验证。具体研究内容如下:一、探究了电气参数的温度特性本源,证明了目前可应用的温敏参数的温度特性皆来源于本征载流子浓度9)₄)和载流子迁移率₀,温敏参数的温度特性存在一致性。二、讨论了阈值电压(1_?、延迟时间t和沟道电阻R_on等动态参数和静态参数的温敏特性,提出可应用的温敏参数选取规则,并结合典型温敏参数组给出了严格证明。三、重点研究了校温曲线中存在的“盲区”现象,解释了温敏参数温度特性的受控机理和温度特性变化的原因,通过功率MOS及IGBT等器件校温曲线实测结果得出了相互印证的结论。四、在以上工作的基础上,对Si型功率半导体器件温敏参数的一致性和差异性进行了系统梳理,得出温敏参数的适用性条件和对应的选取规则,实现了从理论上解释电学测温中存在的诸多现象。