随着直流输电、脉冲功率等技术的发展，功率晶闸管得到了广泛的应用。晶闸管诸多电气参数如浪涌电流、脉宽、寿命等都与晶闸管内部PN结的温度有密切联系。温度过高将会给晶闸管所在系统或设备带来隐患和危害。因此对晶闸管温度特性的研究有助于改进和保护晶闸管。本文从晶闸管特性参数与其内部物理的过程联系入手，分析了晶闸管损坏现象和热特性的关联，梳理了晶闸管阀片的各项设计参数与宏观电气性能的关系，指明了提高晶闸管脉冲浪涌电流能力的改进方向。然后根据热传导理论为基础建立了晶闸管的传导-对流模型，用以研究晶闸管的整体暂态热特性。基于暂态热特性的分析，得出晶闸管的金属散热器厚度并不影响晶闸管芯片暂态峰值温度，仅对其散热时间有微弱影响的结论。并据此提出了应用于低重复频率脉冲功率系统中功率晶闸管的小型化方案。小型化后的晶闸管体积和质量降为原有型号的一半，同时电气性能没有受到影响。然后，根据半导体器件的物理模型，研究了晶闸管芯片内部的热过程，得出芯片的阴极区域上存在温度最高点，容易引起浪涌电流损坏。同时，本文还对各类设计方案的功率晶闸管样品进行了极限参数的测试，包括浪涌电流与di/dt，浪涌电流峰值和脉宽有关，5寸晶闸管的最高浪涌电流峰值为220kA，4寸晶闸管的di/dt能够达到1.7kA/us以上。本文最后进行了晶闸管的暂态结温测量的试验研究，将热敏参数法应用与主电极电压降与门极电压降，测试了主电极电压随温度变化的系数，获得的实验趋势与理论一致，为后期的暂态结温测量工作打下基础。