作为宽禁带半导体电力电子器件的典型代表,氮化镓高电子迁移率晶体管（Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT）由于其开关频率高、耐压能力强、导通电阻小等优势,广泛应用于新能源发电、智能电网、电动汽车等领域。研究表明,电力电子装置中功率器件出现故障的概率最高,且功率器件大多数失效故障是由温度引起的。准确评估功率器件的结温是功率器件寿命预测、热管理和可靠性研究的关键基础,具有非常重要的实际和经济意义。然而,目前针对于GaN HEMT功率器件结温测量方法大多数是结温的离线校正工作,很少实现在变流器运行时在线提取器件的结温,且温敏电参量普遍存在温敏度低、泛化度差、侵入性高、较难实现在线测量等问题。本论文从GaN HEMT器件的应用特性出发,开展了GaN HEMT器件结温和静、动态电参量之间关系分析以及在线结温提取方法的研究。本文主要工作如下:GaN HEMT功率器件作为新一代宽禁带半导体电力电子器件,其结构不同于普通MOS。首先,本文介绍了具有二维电子气沟道的GaN HEMT器件结构、详细分析了不同栅压、漏压条件下对应的四种不同的稳态工作模态。高频双脉冲测试平台是研究GaN HEMT功率器件在不同结温下动态开关特性的基础,归纳了高频双脉冲测试平台的元件参数选择、PCB布局优化、测量方法要点。接着,测试了不同温度下GaN HEMT功率器件的静态特性和动态特性,总结了各电参量随温度变化的规律,为后文提出的结温在线提取电参量提供了思路和基础。其次,在现有GaN HEMT器件结温测量方法的基础上,提出了基于开通过程寄生电感电压峰值的动态温敏电参量结温测量方法。借助线路寄生电感的媒介作用,把电流变化率峰值的提取转换为寄生电感电压峰值的测量。离线标定出电感电压峰值VLLmax与结温Tj、负载电流IDS的三维曲线图。实验结果表明,该方法在小负载电流下也具有很高的温敏度,可以应用于测温精度要求较高的场合,但由于氮化镓器件的动态电参量的测试需要满足其高带宽的要求,增加了测温的硬件成本,因此,可以考虑其他稳态温敏电参量进行结温测量。再次,基于GaN HEMT器件沟道电阻的温敏性,实验标定了通入小电流的正栅压正向导通压降、正栅压反向导通压降,零栅压反向导通压降三个温敏电参量与温度的关系。发现小电流零栅压下反向导通压降的温敏度和线性度最高、且数值易于直接测量,为GaN HEMT可靠性实验测温提供参考。鉴于小电流下导通压降与结温的标定结果,对负载电流下器件的正栅压反向导通压降、零栅压反向导通压降进行结温离线标定。实验结果表明,负载电流下零栅压反向导通压降的温敏度高、线性度好,且三维离线标定曲线不存在拐点,校正程序简单。基于不同结构的GaN HEMT功率器件均具有沟道温敏性和反向导通的特点,零栅压反向导通压降可适用于不同类型的GaN HEMT器件,泛化度好,且在正常变流器运行可在线提取。因此,零栅压下反向导通压降是非常具有潜力的在线结温提取温敏电参量。最后,搭建了同步Buck电路及电压钳位电路,实现对工作在死区续流阶段器件的零栅压反向导通压降法的在线结温提取。