随着半导体器件持续向高集成度、高频、大功率方向发展，器件功率密度的增加导致有源区工作温度升高会引发严重的可靠性问题。因此，人们对半导体器件的热设计提出了越来越高的要求。热设计问题贯穿于整个半导体器件设计、封装及可靠性评估环节，因而对器件温升、热阻进行精确、无损、便捷地检测分析成为科研与工业界亟需解决的关键问题。该文以电学法测温技术为手段，分别对GaAs HEMT和LED的功率循环试验和热阻测量技术等方面进行了深入的研究。主要包括以下工作：一、基于已有技术，对HEMT及LED热阻测试仪进行了重新设计优化，以提高测试仪的精度和性能。控制电路由51单片机替换成FPGA，极大地增强了设计的灵活性；采用贴片单块板替代之前的多板金手指结构，简化了设计，减少了噪声干扰。重新设计优化后的热阻测试仪已经在中电55所的HEMT生产线上投入使用。二、对热阻仪软件进行了重新设计。优化了数据拟合、数据提取、Foster-Cauer模型转换等算法；使用基于MFC的应用程序，完成了非客户区的重绘、控件的重绘、背景贴图、数据绘图等功能，实现了从开始测量到数据保存全部一键自动完成。三、完成了LED功率循环实验装置与热阻测量一体化创新设计。该设备可以对12颗LED芯片同时进行功率循环试验，测试操作同样实现了一键完成功能，极大地降低了操作难度以及工作强度，提高了效率，完成了广东省新兴战略产业项目的研究指标。