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随着科技的进步，半导体领域的不断发展，绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)作为新型大功率开关器件的代表，现已广泛应用于混合动力车辆、逆变器、新能源发电、航空航天等关键领域。IGBT器件长期工作在高温、大功率、频繁开关条件下，会造成器件热疲劳失效。据统计，由高温引起的器件失效占50％以上。针对目前国内外对老化及热疲劳测试系统的研究，发现这些测试设备大多被国外市场主导，国内的设备一般适用于集成电路的老化测试，且专门用于分立器件热疲劳测试的相对较少，而且这些设备测试效率低自动化程度低，继续深入研究IGBT热疲劳系统对半导体器件可靠性领域具有重要的意义。 为了对IGBT的热疲劳情况进行监测，设计了一台适用于IGBT器件热疲劳监测及控制的自动化测试系统，通过该系统对器件进行实时监测和控制，该系统的测试数据是后期进行寿命预测，失效分析的依据。以IGBT器件为研究对象，从监测系统的软硬件设计、多子系统通信及控制、热疲劳过程中温升控制等方面展开研究，主要的研究工作如下: 首先，对IGBT热疲劳监测及控制系统的硬件部分进行研究，整个硬件系统采用自顶向下、分布式、模块化的设计思想。采用FPGA作为控制核心，对系统硬件中监测模块、电流源模块、高速采集模块进行控制，监测电路内部的窗口电压电路有效的提高了数据采集精度，通过DM9000控制器实现网络通信，同时增加了过压、过流保护电路。 其次，对IGBT热疲劳监测及控制系统的上下位机软件进行研究，采用软硬件结合的方法，编写系统下位机软件，实现硬件各个部分的功能。IGBT器件的结温是通过电学法的测试原理，利用最小二乘法对采集到的温敏参数进行线性回归拟合得到的，实现结温的在线测试。采用面向对象思想设计系统上位机软件和上下位机通讯协议，上位机软件可以根据用户需要灵活配置系统参数，实时监测IGBT在热疲劳过程中结温、电压、电流等参数的变化情况，使得该系统不仅支持温度可控制，参数可配置，还支持多通道IGBT子系统同时进行测试，最终实现热疲劳系统自动化测试。 最后针对热疲劳实验中，IGBT温度过冲和滞后这两个问题，提出了一种PID自校准算法控制IGBT温升。通过MATLAB进行PID建模及参数仿真，将该算法应用于IGBT器件热疲劳测试系统中，通过对3种不同型号的IGBT器件进行结温测试，控制热疲劳测试中的恒温状态，将修正后的算法与常规算法进行对比验证，控制结果表明:自校准算法的温度控制精度达到1％。有效的改善了系统的动态性能，为IGBT寿命预测提供了一个良好的实验环境。该系统的成功研制对IGBT器件可靠性研究具有重要的意义。