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1、利用半导体结点压降测量结点温度半导体结点（从IC中数以百万计的晶体管到实现高亮度LED的大面积复合结点）可能由于不断产生的热而在早期发生故障。当特征尺寸缩小且电流要求提高时，这将成为一个非常严重的问题，甚至正常操作也可能聚积热量，使结点温度升高。温度上升可能增加结点内的缺陷数量，从而导致器件的性能下降、生命周期缩短。因此，需要一种准确的温度测量方法来测量半导体器件的温度，以避免产生可能导致故障的高温。有一种方法很简单，即测量结点温度。它可以使用常用测试和测量仪器，测量结果可被用来监视特定器件的工作状况。测量结点温度的理想方法是在尽可能离热源近的地方监视器件温度。流过半导体结点的电流产生热，这些
2、热量经过结点材料流向外部世界。另一种方法是将温度传感器放在非常靠近半导体结点的位置，并且测量传感器的输出信号。随着热量流向外部区域，外部区域和传感器的温度升高。尽管这是一个很直接的过程，但由于传感器尺寸有限，所以该方法具有许多物理上的限制。在很多情况下，传感器本身比要测量的结点的尺寸大，这就会给系统增加大量的热，同时带来额外的测量误差，从而降低测量准确度。因此，这种方法几乎对大多数应用都没有用。图1：在测试设置中，SMU被用来描述半导体的正向压降与结点温度的关系。一种更好的解决方法是利用结点本身作为温度传感器。对大多数材料来说，结点正向压降和结点温度之间都存在密切的相关性。什么时候结点正向压降
3、与结点温度呈非线性关系取决于结点的材料和设计。在温度高达80C至100C的正常工作环境中，假设大多数材料的结点正向压降与结点温度为线性是安全的。非线性特性可以通过实验方法来确定，即在更高的环境温度下测量电压，直到结点正向压降与结点温度为非线性。对于大多数器件而言，这种关系接近线性关系，可以用数学公式表达如下：TJ=（mVF）+T0 （1）其中，TJ=结点温度（单位：C）；m=斜率（与器件相关的参数，单位：C/V）；VF=正向压降；T0=截距（与器件相关的参数，单位：C）。因此，在给定温度下（TJ）下，半导体结点的正向压降（VF）是一定的。如果我们在两种不同的温度下测量VF，则可以计算出某个结点的斜率（m）以及截距（T0）。由于这是一种线性关系，所以我们只需测量VF，就可以利用式（1）计算不同状态下的结点温度。如果知道不同工作状态和封装的器件的TJ，我们就能够计算出不同封装类型和设计的热参数，比如热阻。这在设计特定工作条件以确保器件使用寿命最长时显得尤为重要，因为热效应是早期器件故障的主要原因。图2：四线测量方法能减少引脚电阻导致的误差。