CN109596963B - 一种用于检测结温的脉冲调制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测结温的脉冲调制装置，用于检测半导体器件的结温，脉冲调制装置分别与CCD相机和电流发生装置相连，电流发生装置与半导体器件相连，CCD相机与监测控制装置相连；脉冲调制装置发出第一脉冲信号传输至CCD相机，脉冲调制装置发出第二脉冲信号传输至电流发生装置，脉冲调制装置检测半导体的电流，电流发生装置输出电流至半导体器件，光源发射装置发出入射光至半导体器件，CCD相机采集半导体器件的反射光生成对应的电信号，检测控制装置对电信号进行处理并计算得到半导体器件的结温。本发明提高了测结温过程的信噪比，保证了测量结温的准确性，只需要CCD相机采集两次反射光信号即可计算出结温。

Description

一种用于检测结温的脉冲调制装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于检测结温的脉冲调制装置。

背景技术

结温是电子设备中半导体器件的实际工作温度。结温是半导体器件最重要、最基础的热学参数之一，直接影响器件性能以及寿命。结温作为半导体器件研发、测试过程中必不可少的环节，结温特性检测对器件的设计优化、工艺改进、失效分析都有着重要的指导意义。

现有技术中结温的检测易受CCD相机噪声、环境光照等因素干扰，测量过程信噪比低，导致结温测量不准确。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于检测结温的脉冲调制装置，旨在解决现有技术中结温测量不准确的问题。

本发明实施例第一方面提供了一种用于检测结温的脉冲调制装置，用于检测半导体器件的结温；

所述脉冲调制装置分别与所述CCD相机和所述电流发生装置相连，所述电流发生装置与所述半导体器件相连，所述CCD相机与所述监测控制装置相连；

所述脉冲调制装置发出第一脉冲信号传输至所述CCD相机，所述脉冲调制装置发出第二脉冲信号传输至所述电流发生装置，所述电流发生装置输出电流至所述半导体器件，所述光源发射装置发出入射光至所述半导体器件，所述CCD相机采集所述半导体器件的反射光生成对应的电信号，所述检测控制装置对所述电信号进行处理并计算得到所述半导体器件的结温。

在一个实施例中，所述电信号与所述反射光的反射率满足以下关系：

在理想情况下：

其中，R(x,y,t)为反射率，R₀(x,y)为所述半导体器件变温周期过程的平均反射率，ΔR(x,y)为所述半导体器件变温周期中反射率最大变化量；

其中，I₁、I₂、I₃、I₄分别为理想情况下的电信号值，α是反射率与CCD相机电流强度的转换系数；A为所述半导体器件在调制电流控制下的温度变化周期；

在实际情况下，由于半导体器件温度只会在室温基础上升高，上述公式变为：

其中，R₀(x,y)为所述平均反射率，ΔR¹(x,y)为所述反射率最大变化量的二分之一，R¹(x,y,t)为实际的反射率；

其中，

分别为实际情况下的电信号值，α是反射率与所述CCD相机的电流强度的转换系数。则有：

综上可以推出ΔR(x,y)与R₀(x,y)的关系为：

在一个实施例中，所述结温与ΔR(x,y)、R₀(x,y)满足以下关系：

其中，Tc为所述半导体器件加电之前的环境温度，Tj为所述半导体器件加电后最高结温，ΔT为所述半导体器件温度变化量，C_TR为热反射率校准系数。

在一个实施例中，所述脉冲调制装置包括脉冲信号发生模块和开关通断模块；

所述脉冲信号发生模块的输入端为所述脉冲调制装置的第一输入端，所述脉冲信号发生模块的第一输出端与所述开关通断模块的第一输入端相连，所述脉冲信号发生模块的第二输出端为所述脉冲调制装置的第二输出端，所述开关通断模块的输出端为所述脉冲调制装置的第一输出端，所述开关通断模块的第二输入端为所述脉冲调制装置的第二输入端。

在一个实施例中，所述开关通断模块包括开关管。

在一个实施例中，所述脉冲信号发生模块包括通信单元、控制单元和复位单元；

所述通信单元的输入端为所述脉冲信号发生模块的输入端，所述通信单元的第一输出端、第二输出端分别与所述控制单元的第一输入端、第二输入端一一对应相连，所述控制单元的第一输出端和第二输出端分别为所述脉冲信号发生模块的第一输出端和第二输出端，所述复位单元的输出端与所述控制单元的第三输入端相连；

所述通信单元将所述外部通信模块的输出信号经过处理后输出至所述控制单元，所述控制单元输出两路脉冲信号，所述复位单元对所述控制单元进行复位。

在一个实施例中，所述通信单元包括串口芯片，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5；

所述串口芯片的C1+脚与所述电容C1的第一端相连，所述电容C1的第二端与所述串口芯片的C1-脚相连，所述串口芯片的C2+脚与所述电容C2的第一端相连，所述串口芯片的C2-脚与所述电容C2的第二端相连，所述串口芯片的VCC脚与所述电容C3的第一端、所述电容C5的第一端共接接入外接电源，所述串口芯片的V+脚与所述电容C3的第二端相连，所述串口芯片的V-脚与所述电容C4的第一端相连，所述串口芯片的GND脚与所述电容C4的第二端、所述电容C5的第二端共接接地，所述串口芯片的T1IN脚为所述通信单元的第一输出端，所述串口芯片的R1OUT脚为所述通信单元的第二输出端。

在一个实施例中，所述控制单元包括单片机芯片、晶振、电容C6和电容C7；

所述单片机芯片的P3.1/TXD脚为所述控制单元的第一输入端，所述单片机芯片的P3.0/RXD脚为所述控制单元的第二输入端，所述单片机芯片的RST脚为所述控制单元的第三输入端，所述单片机芯片的XTAL2脚与所述晶振的第一端、所述电容C6的第一端共接，所述单片机芯片的XTAL1脚与所述晶振的第二端、所述电容C7的第二端共接，所述电容C6的第二端与所述电容C7的第一端共接接地。

在一个实施例中，所述复位单元包括电容C8、电阻R1、电阻R2和复位开关；

所述复位开关的第一端与所述电容C8的第一端共接接入外接电源，所述复位开关的第二端与所述电阻R1的第一端相连，所述电阻R1的第二端、所述电容C8的第二端、所述电阻R2的第一端共接形成所述复位单元的输出端，所述电阻R2的第二端接地。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明通过设置脉冲调制装置发出一路脉冲控制CCD相机周期行采集所述半导体器件的反射光信号，脉冲调制装置发出另一路脉冲控制对半导体器件周期性加电，提高了测结温过程的信噪比，保证了测量结温的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的脉冲调制装置应用于结温检测系统的结构示意图；

图2为本发明的另一个实施例提供的脉冲调制装置应用于结温检测系统的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的图1中脉冲调制装置的结构示意图一；

图4为本发明的一个实施例提供的图1中脉冲调制装置的结构示意图二；

图5为本发明的一个实施例提供的图3中脉冲调制装置的第二输出端的结构示意图；

图6为本发明的一个实施例提供的图5的左视图；

图7为本发明的一个实施例提供的图3中脉冲信号发生模块的结构示意图；

图8为本发明的一个实施例提供的脉冲调制下的反射率和温度随时间的变化示意图；

图9为本发明的一个实施例提供的在脉冲调制下实际加电过程中半导体器件的温度变化曲线示意图；

图10为本发明的一个实施例提供的加热功率与温度的变化关系示意图；

图11为本发明的一个实施例提供的测量结温时脉冲调制时序图。

其中：1、脉冲调制装置；2、CCD相机；3、电流发生装置；4、半导体器件；5、检测控制装置；6、光源发射装置；7、外部通信模块；9、第一输入端；10、第二输入端；11、第一输出端；12、第二输出端；100、脉冲信号发生模块；200、开关通断模块；110、通信单元；120、复位单元；130、控制单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

目前，用于半导体器件结温特性检测的方法主要分为接触法、电学法、光学法。其中，光学法属于非接触测量，不影响被测件的工作状态，能够最大程度保证测量准确性，且该方法属于无损测试，不会对被测器件造成破坏。此外，光学法还具备较高的空间分辨率，能够直观地将器件各个位置的温度进行呈现。基于上述原因，国内外目前均采用光学法作为高空间分辨率结温检测的主要技术手段，而在其中，光反射法更以优异分辨率特性成为重点研究方向。

可见光热反射测温的基本原理为：当可见光照射在某种材料表面时，材料对可见光的反射率随材料温度变化而变化，反射率变化量与材料表面的温度变化量呈线性关系：

式中，△R为反射率的变化量；Raverage为反射率的均值；△T为被测材料的温度变化量，单位为K；CTR为热反射率校准系数，单位为K-1，当在特定波长下对特定材料进行测试时，该值为已知常数。根据上述公式，通过测量光反射率，即可计算得到材料表面温度变化量△T。

现有调制技术主要以正弦波为调制信号，通过搭建组合形式的调制装置实现，其缺点主要体现在：

1、正弦波调制过程中，器件温度始终处于变化状态，而器件测温往往需要在直流加电的稳定条件下进行。相对于正弦波调制，脉冲调制法更符合器件实际测温需求，但目前针对脉冲调制方法的报道较少，且尚无资料给出脉冲调制的理论推导。

2、调制装置包括信号发生器、电源、开关模块及多种形式的连接线缆，多个散件的组合形式，存在更多的不稳定因素，影响温度测试效果与工作效率。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述：

图1示出了本发明一实施例所提供的一种用于检测结温的脉冲调制装置，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的一种用于检测结温的脉冲调制装置，用于检测半导体器件的结温。

所述脉冲调制装置1分别与所述CCD相机2和所述电流发生装置3相连，所述电流发生装置3与所述半导体器件4相连，所述CCD相机2与所述监测控制装置5相连。

所述脉冲调制装置1发出两路脉冲信号，第一脉冲信号传输至所述CCD相机2，第二脉冲信号传输至所述电流发生装置3，所述电流发生装置3输出电流至所述半导体器件4，所述光源发射装置6发出入射光至所述半导体器件4，所述CCD相机2采集所述半导体器件4的反射光生成对应的电信号，所述检测控制装置5对所述电信号进行处理并计算得到所述半导体器件4的结温。

在本实施例中，在测结温时用脉冲调制装置1对CCD相机2和电流发生装置3进行脉冲调制，调制方法是基于“4-bucket”锁相放大技术原理。

在本实施例中，第二脉冲信号传输至电流发生装置3，第二脉冲信号控制电流发生装置3为半导体器件4周期性加电。

本发明实施例中，通过设置脉冲调制装置1发出一路脉冲控制CCD相机2周期行采集所述半导体器件4的反射光信号，脉冲调制装置1发出另一路脉冲控制对半导体器件4周期性加电，提高了测结温过程的信噪比，保证了测量结温的准确性，本方法只需要CCD相机2采集两次反射光信号即可计算出结温，计算过程更加简单。

在本发明的一个实施例中，电流发生装置3为直流电源，且是直流稳定电源。

在本发明的一个实施例中，光源发射装置6发出的是单色光源。

在本发明的一个实施例中，半导体器件4的结温检测系统还设有载物台，半导体器件4放置在载物台上。

在本发明的一个实施例中，检测控制装置5可以是工控机。

在本发明的一个实施例中，脉冲调制装置1发出的脉冲信号为低频脉冲调制信号。

在本发明的一个实施例中，第一脉冲信号的频率是所述第二脉冲信号的频率的2倍或4倍。

在本发明的一个实施例中，电流发生装置3和半导体器件4之间还设有负载装置，电流发生装置3与负载装置相连，负载装置与半导体器件4相连。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，脉冲调制装置1包括脉冲信号发生模块100和开关通断模块200。

所述脉冲信号发生模块100的输入端为所述脉冲调制装置1的第一输入端9，所述脉冲信号发生模块100的第一输出端与所述开关通断模块200的第一输入端相连，所述脉冲信号发生模块100的第二输出端为所述脉冲调制装置1的第二输出端12，所述开关通断模块200的输出端为所述脉冲调制装置1的第一输出端11，所述开关通断模块200的第二输入端为所述脉冲调制装置1的第二输入端10。

在本实施例中，脉冲调制装置1的输入端包括第一输入端9和第二输入端10，脉冲调制装置1的输出端包括第一输出端11和第二输出端12。

脉冲调制装置1的第一输入端9与外部通信模块7的输出端相连，脉冲调制装置1的第二输入端10与半导体器件相连，脉冲调制装置1的第一输出端11与电流发生装置3的输入端相连，脉冲调制装置1的第二输出端12与CCD相机的输入端相连。

在本发明的一个实施例中，开关通断模块200包括开关管。

在本实施例中，开关管为IRF3205ZPbF型号的MOSFET管。脉冲信号发生模块100输出的频率为f的脉冲信号施加在MOSFET的源极和栅极，脉冲信号高电平电压大于MOSFET导通电压。当脉冲信号为高电平时，MOSFET导通，电流发生装置3开始对被测器件加电；当脉冲信号为低电平时，MOSFET中断，电流发生装置3停止对半导体器件4加电。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，脉冲调制装置1用金属外壳进行封装，保证连接稳定可靠，增加了使用便捷性。脉冲调制装置1上的第一输出端11用于与电流发生装置3相连。脉冲调制装置1上的第二输出端12用于与CCD相机2连接，第二输出端12要与CCD相机2信号接口匹配，选择HR212-10P-10PC型号接头；脉冲调制装置1的第一输入端9用于与外部通信模块7相连，为RS232形式。脉冲调制装置1的第二输入端10与半导体器件4相连。

如图5所示为脉冲调制装置1上第二输出端12的一个结构示意图。

如图6所示为脉冲调制装置1上第二输出端12的另一个结构示意图。

如图7所示，在本发明的一个实施例中，脉冲信号发生模块100包括通信单元110、控制单元130和复位单元120；

所述通信单元110的输入端为所述脉冲信号发生模块100的输入端，所述通信单元110的第一输出端、第二输出端分别与所述控制单元130的第一输入端、第二输入端一一对应相连，所述控制单元130的第一输出端和第二输出端分别为所述脉冲信号发生模块100的第一输出端和第二输出端，所述复位单元120的输出端与所述控制单元130的第三输入端相连；

所述通信单元110将所述外部通信模块7的输出信号经过处理后输出至所述控制单元130，所述控制单元130输出两路脉冲信号，所述复位单元120对所述控制单元130进行复位。

如图7所示，在本发明的一个实施例中，通信单元110包括串口芯片，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5；

所述串口芯片的C1+脚与所述电容C1的第一端相连，所述电容C1的第二端与所述串口芯片的C1-脚相连，所述串口芯片的C2+脚与所述电容C2的第一端相连，所述串口芯片的C2-脚与所述电容C2的第二端相连，所述串口芯片的VCC脚与所述电容C3的第一端、所述电容C5的第一端共接接入外接电源，所述串口芯片的V+脚与所述电容C3的第二端相连，所述串口芯片的V-脚与所述电容C4的第一端相连，所述串口芯片的GND脚与所述电容C4的第二端、所述电容C5的第二端共接接地，所述串口芯片的T1IN脚为所述通信单元110的第一输出端，所述串口芯片的R1OUT脚为所述通信单元110的第二输出端。

在本实施例中，串口芯片为MAX232芯片。

如图7所示，在本发明的一个实施例中，控制单元130包括单片机芯片、晶振、电容C6和电容C7；

所述单片机芯片的P3.1/TXD脚为所述控制单元130的第一输入端，所述单片机芯片的P3.0/RXD脚为所述控制单元130的第二输入端，所述单片机芯片的RST脚为所述控制单元130的第三输入端，所述单片机芯片的XTAL2脚与所述晶振的第一端、所述电容C6的第一端共接，所述单片机芯片的XTAL1脚与所述晶振的第二端、所述电容C7的第二端共接，所述电容C6的第二端与所述电容C7的第一端共接接地。

在本实施例中，单片机芯片为STC89C52芯片。

如图7所示，在本发明的一个实施例中，复位单元120包括电容C8、电阻R1、电阻R2和复位开关。

所述复位开关的第一端与所述电容C8的第一端共接接入外接电源，所述复位开关的第二端与所述电阻R1的第一端相连，所述电阻R1的第二端、所述电容C8的第二端、所述电阻R2的第一端共接形成所述复位单元120的输出端，所述电阻R2的第二端接地。

在本发明的一个实施例中，所述CCD相机2预采集若干次所述半导体器件4的反射光生成第一电信号；

所述检测控制装置5分析所述第一电信号得到所述半导体器件4的温度的稳定时间；

所述CCD相机2采集所述稳定时间内的两次反射光声成两个第二电信号。

如图8-11所示，在本实施例中，被测材料表面温度变化量可用下式表示为：

其中，△R为反射率的变化量；Raverage为反射率的均值；△T为被测材料温度变化量，单位为K；C_TR为热反射率校准系数，单位为K^-1，当在特定波长下对特定材料进行测试时，该值为已知常数。根据上述公式，通过测量光反射率，即可计算得到材料表面温度变化量△T。

公式(1)给出的是光反射率同半导体器件4温度变化之间的关系，而在实际测试过程中，CCD相机2直接测量到的是反映光强度的电信号，还需要实现光反射率同光强度的转换。已知在入射光强度固定的情况下，反射光强度同反射率成正比，可将公式(1)转换得到：

其中，ΔT为半导体器件4温度变化量，ΔI为代表光强度变化的CCD相机2电信号变化，CTR为热反射率校准系数。

根据公式(2)，通过测量CCD相机2电信号变化，就能计算得到半导体器件4的温度变化，实现光反射测温目的。该过程存在的主要问题是，CCD相机2电信号变化量极其微小，热反射测温过程信噪比很低。为提高测试过程信噪比，需采用“4-bucket”锁相放大技术：对半导体器件4施加频率为f的电驱动，光源工作于连续波模式下，CCD相机2以4f频率进行触发。

在正弦波调制情况下，存在如下公式：

其中，I₁、I₂、I₃、I₄分别为某一像素点在半导体器件4工作周期A内，CCD相机2以4f频率进行触发时，所获取得到的四帧图像中所对应的电信号。

如图8所示，在脉冲调制情况下，本发明采用方波调制，反射率、温度随时间变化图。设定R₀(x,y)为半导体器件4变温周期过程的平均反射率；ΔR(x,y)为半导体器件4变温周期中反射率最大变化量，则有：

在理想情况下：

其中，R(x,y,t)为反射率，R₀(x,y)为所述半导体器件变温周期过程的平均反射率，ΔR(x,y)为所述半导体器件变温周期中反射率最大变化量。

利用“4bucket”技术，令CCD相机2在一个变温周期内取四帧图像，则可以分别得到I₁、I₂、I₃、I₄的计算式：

其中，α是反射率与CCD相机2电流强度的转换系数，A为所述半导体器件在调制电流控制下的温度变化周期。

根据公式(5)～(8)，有：

综上可以推出ΔR(x,y)与R₀(x,y)的关系为：

由上式可见，用脉冲对被测件进行调制时，算法原理更加简单，且CCD相机2在整个变温周期中只取两帧图像(I₁、I₃或I₂、I₄)即可实现测试，进一步降低了对CCD相机2帧频的要求。此时，用两帧图像I₂、I₄可以完成计算。

上述公式推导是按照图8所示情况进行的，即认为R₀是在给半导体器件4施加电激励之前半导体器件4所处的环境温度对应的反射率，半导体器件4有一半的时间工作在环境温度之下，一半时间在环境温度之上。但对于实际半导体器件4测试而言，半导体器件4加电后只能是发热，不会有降温的过程。因此，环境温度对应的反射率应该是R₀-ΔR而非R₀，其中，R₀是变温周期过程的平均反射率，ΔR是反射率最大变化量的二分之一。为了更贴近实际情况，重新假设R₀(x,y)为变温周期过程的最低反射率，ΔR(x,y)为变温周期中反射率最大变化量。

在实际情况下，由于半导体器件温度只会在室温基础上升高，上述公式变为：

其中，R₀(x,y)为所述平均反射率，ΔR¹(x,y)为所述反射率最大变化量的二分之一，R¹(x,y,t)为实际的反射率；

CCD相机2在一个变温周期内取四帧图像分别为：

其中，α是反射率与CCD相机2电流强度的转换系数。则有：

综上可以推出ΔR(x,y)与R₀(x,y)的关系为：

只用两帧图像就可以完成计算。

则被测的半导体器件4的结温为：

其中，Tc为半导体器件4加电之前的环境温度，Tj为半导体器件4加电后最高结温。

如图9所示，在本实施例中，在实际加电断电后，半导体器件4必然有一个温度稳定的过程，由于半导体器件4可能具有较大的热阻、热容，该稳定过程时间较长，甚至可达几分钟。

如图10所示，半导体器件4的加热功率与温度的变化关系曲线可知，如果在tdelay1段结温上升的时间CCD相机2就开始测量，显然其得到的读数与稳定的结温下的读数不是完全对应的，tdelay2段结温在下降，如果CCD相机2测量的是tdelay2段结温，测量结果也是不准确的。

为了将tdelay1及tdelay2两段误差数据予以剔除，需设定电源对半导体器件的加热周期tcycle足够长，确保tcycle/4大于tdelay1和tdelay2，这样采集tdelay1及tdelay2以外的数据就不包含未稳定过程了。同时，CCD相机以2f触发脉冲中的高电平段，在高电平段，CCD相机持续曝光。该曝光时间还要保证采集到的信号足够大，以提高信噪比。因此，首先对被测半导体器件4稳定时间进行测试，在tdelay1内用CCD相机2进行实时快速的图像采集，这些数据不作为计算依据，而是用于观察被测半导体器件4的温度是否达到稳定，并进一步确定应该选择的tcycle时长。然后，将tcycle/2作为CCD相机2采集的触发周期.

如图11所示，在tcycle/4～tcycle/2时间段内，进行CCD相机2曝光并记录读数I2；在3/4tcycle～tcycle时间内，再次进行CCD曝光并记录读数I4。根据采集到的数据，利用式(22)、(23)计算得到反射率变化率及最终的结温。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，用于检测半导体器件的结温；

所述脉冲调制装置分别与CCD相机和电流发生装置相连，所述电流发生装置与所述半导体器件相连，所述CCD相机与检测控制装置相连；

所述脉冲调制装置发出第一脉冲信号传输至所述CCD相机，所述脉冲调制装置发出第二脉冲信号传输至所述电流发生装置，所述电流发生装置输出电流至所述半导体器件，光源发射装置发出入射光至所述半导体器件，所述CCD相机采集所述半导体器件的反射光生成对应的电信号，所述检测控制装置对所述电信号进行处理并计算得到所述半导体器件的结温；

所述电信号与所述反射光的反射率满足以下关系：

在理想情况下：

其中，R(x,y,t)为反射率，R₀(x,y)为所述半导体器件变温周期过程的平均反射率，ΔR(x,y)为所述半导体器件变温周期中反射率最大变化量；

其中，I₁、I₂、I₃、I₄分别为理想情况下的电信号值，α是反射率与CCD相机电流强度的转换系数；A为所述半导体器件在调制电流控制下的温度变化周期；

在实际情况下，由于器件温度只会在室温基础上升高，上述公式变为：

其中，R₀(x,y)为所述平均反射率，ΔR¹(x,y)为所述反射率最大变化量的二分之一，R¹(x,y,t)为实际的反射率；

其中，

分别为实际情况下的电信号值，α是反射率与所述CCD相机的电流强度的转换系数，则有：

综上可以推出ΔR¹(x,y)与R₀(x,y)的关系为：

2.如权利要求1所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述结温与ΔR¹(x,y)、R₀(x,y)满足以下关系：

其中，T_c为所述半导体器件加电之前的环境温度，T_j为所述半导体器件加电后最高结温，ΔT为所述半导体器件温度变化量，C_TR为热反射率校准系数。

3.如权利要求1所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述脉冲调制装置包括脉冲信号发生模块和开关通断模块；

所述脉冲信号发生模块的输入端为所述脉冲调制装置的第一输入端，所述脉冲信号发生模块的第一输出端与所述开关通断模块的第一输入端相连，所述脉冲信号发生模块的第二输出端为所述脉冲调制装置的第二输出端，所述开关通断模块的输出端为所述脉冲调制装置的第一输出端，所述开关通断模块的第二输入端为所述脉冲调制装置的第二输入端。

4.如权利要求3所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述开关通断模块包括开关管。

5.如权利要求3所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述脉冲信号发生模块包括通信单元、控制单元和复位单元；

所述通信单元的输入端为所述脉冲信号发生模块的输入端，所述通信单元的第一输出端、第二输出端分别与所述控制单元的第一输入端、第二输入端一一对应相连，所述控制单元的第一输出端和第二输出端分别为所述脉冲信号发生模块的第一输出端和第二输出端，所述复位单元的输出端与所述控制单元的第三输入端相连；

所述通信单元将外部通信模块的输出信号经过处理后输出至所述控制单元，所述控制单元输出两路脉冲信号，所述复位单元对所述控制单元进行复位。

6.如权利要求5所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述通信单元包括串口芯片，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5；

所述串口芯片的C1+脚与所述电容C1的第一端相连，所述电容C1的第二端与所述串口芯片的C1-脚相连，所述串口芯片的C2+脚与所述电容C2的第一端相连，所述串口芯片的C2-脚与所述电容C2的第二端相连，所述串口芯片的VCC脚与所述电容C3的第一端、所述电容C5的第一端共接接入外接电源，所述串口芯片的V+脚与所述电容C3的第二端相连，所述串口芯片的V-脚与所述电容C4的第一端相连，所述串口芯片的GND脚与所述电容C4的第二端、所述电容C5的第二端共接接地，所述串口芯片的T1IN脚为所述通信单元的第一输出端，所述串口芯片的R1OUT脚为所述通信单元的第二输出端。

7.如权利要求5所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述控制单元包括单片机芯片、晶振、电容C6和电容C7；

所述单片机芯片的P3.1/TXD脚为所述控制单元的第一输入端，所述单片机芯片的P3.0/RXD脚为所述控制单元的第二输入端，所述单片机芯片的RST脚为所述控制单元的第三输入端，所述单片机芯片的XTAL2脚与所述晶振的第一端、所述电容C6的第一端共接，所述单片机芯片的XTAL1脚与所述晶振的第二端、所述电容C7的第二端共接，所述电容C6的第二端与所述电容C7的第一端共接接地。

8.如权利要求5所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述复位单元包括电容C8、电阻R1、电阻R2和复位开关；

所述复位开关的第一端与所述电容C8的第一端共接接入外接电源，所述复位开关的第二端与所述电阻R1的第一端相连，所述电阻R1的第二端、所述电容C8的第二端、所述电阻R2的第一端共接形成所述复位单元的输出端，所述电阻R2的第二端接地。

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