高压脉冲晶闸管作为一种耐压高、通流大的半导体开关被广泛应用于脉冲功率领域。本文主要研究脉冲晶闸管的热特性,包括基于瞬态热阻抗网络晶闸管结温计算,有限元仿真分析晶闸管结温不均匀分布和晶闸管结温的实验测量。论文推导了晶闸管热阻抗网络模型与电路模型之间的等效过程,求解了晶闸管的热阻抗参数,在此基础上求解了不同脉冲电流下晶闸管结温响应曲线,同时计算了考虑结温对晶闸通态压降的反馈影响下的结温响应曲线。计算结果表明,流过晶闸管的脉冲电流其峰值对结温的影响比脉宽对结温的影响显著,考虑结温对晶闸管通态压降反馈影响后计算的结温要比不考虑反馈影响下的结温要大。论文分析了脉冲晶闸管开通过程中导通区域的扩展过程,建立了晶闸管耗散功率密度的不均匀分布数学模型,结合晶闸管传热有限元模型,求解晶闸管不均匀温度分布。仿真结果表明,晶闸管在流过脉冲大电流时,热量开始时主要集中在门极附近,随后开始逐渐往周围阴极区域扩散。热量扩散速度的快慢主要取决于导通区域的扩展速度。同时由于硅片和钼片的导热系数都比较小,所以晶闸管阀片上的热量主要集中在硅片上,从硅片往两侧钼片上扩散的热量很小,而扩散到钼片外侧铜基座上的热量就更少。晶闸管的温度不均匀分布导致局部温度高达数百至一千摄氏度,达到晶闸管阀片缺陷点的熔点,造成阀片熔化,导致晶闸管热击穿和损坏。论文基于热敏参数法的基本原理,针对热敏参数法测量脉冲晶闸管结温所存在的技术难点,设计了合理的实验方案,通过在待测晶闸管两端并联一个恒流源支路,提前触发待测晶闸管导通,这样待测晶闸管在整个实验测量过程中两端电压都维持在几伏至十几伏之间,因而可以采用普通示波器探头精确测量晶闸管通态压降,进而根据热敏曲线计算结温。通过实验验证了该方案的可行性。测量了晶闸管在200A直流电流下的热敏曲线,同时测量了脉宽为400μs,峰值分别为12.48kA,26kA,39.2kA的脉冲电流流过晶闸管后晶闸管的结温升,其结温升分别为56.9℃,74.3℃和100.6℃。