刘 波，朱 晔，杨云霄，马 柯

（上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240）

根据工业电力电子变换器可靠性问卷调查[1]，功率半导体器件是电力电子系统最易受损的部件之一，过热导致的热失效是功率半导体器件失效的主要原因之一[2-4]。因而分析电力电子系统中半导体器件的热行为，并在此基础上优化散热设计具有重要意义。其中，如何高效、准确、可重复地提取功率半导体器件热阻抗是需要解决的关键问题。

当前国内外对于功率半导体器件热阻抗测试通常通过器件自身加热或恒温箱辅助加热达到温度稳定[5-8]，再通过测试数据确定加热电流切断时刻[9-10]。器件自身加热或恒温箱辅助加热通常需要很长的时间才能达到温度稳定，单次试验耗时很长，试验效率较低；加热电流切断时刻对热阻抗曲线动态部分的结果影响较大，通过测试数据确定切断时刻的方式，通常精度仅能做到秒级[9-10]，而且提取过程存在较多的人工干预，容易引入较大误差。本文在现有器件热阻抗测试相关国际标准的基础上，提出基于数字信号处理器DSP（digital signal processor）及温控散热器的功率半导体器件热阻抗自动化测试方法，避免了人工操作导致的误差，通过温控散热器的预加热缩短了温度达到稳定的时间，提高了试验效率。

1 功率半导体器件热阻抗测量原理

1.1 功率半导体器件热阻抗定义

功率半导体器件在开关及导通时会产生损耗，并产生热能，表现为器件发热；……