四、典型應用場景

1. 半導體器件可靠性測試

• 汽車電子芯片：在 - 40℃~+125℃下測試 MCU 的時鐘穩定性（如英飛凌 AURIX 系列芯片需通過 AEC-Q100 認證）；

• 功率器件：IGBT 在高溫（+175℃）下的導通電阻變化測試，評估熱失控風險。

2. 先進材料與器件研發

• 量子比特芯片：在液氦溫度（-269℃）下測試超導量子干涉器（SQUID）的量子隧穿效應；

• 寬禁帶半導體：SiC MOSFET 在 + 200℃下的擊穿電壓測試（傳統 Si 器件僅能承受 + 150℃）。

3. MEMS 與傳感器測試

• 壓力傳感器：在 - 20℃~+85℃下校準溫度漂移系數（如博世 BMP388 氣壓傳感器需補償溫漂）；

• 紅外探測器：低溫（-150℃）下降低熱噪聲，提升探測靈敏度。

五、操作流程與安全規范

1. 測試前準備

• 樣品預處理：在室溫下固定于樣品臺，確保熱傳導良好（使用導熱硅脂或夾具）；

• 探針校準：通過標準電阻（如 1Ω、100Ω）校準接觸電阻，避免測量誤差。

2. 溫控操作要點

• 超過 + 150℃時需使用隔熱擋板，防止探針支架變形；

• 升溫速率不超過 10℃/min，避免樣品熱應力開裂。

• 穿戴防凍手套，避免液氮濺到皮膚（凍傷溫度 <-150℃）；

• 保持腔體通風，防止液氮揮發導致氧氣濃度低于 19.5%（窒息風險）；

• 液氮使用安全：

• 高溫防護：

3. 數據采集與分析

• 溫度系數（TC）：ΔV/ΔT（如 MOSFET 閾值電壓 TC≈-2.5mV/℃）；

• 熱阻（Rth）：通過結溫 - 功耗曲線計算（如 LED 芯片 Rth<5℃/W）。

• 使用源表（如 Keithley 4200）同步記錄溫度 - 電性能曲線，典型測試項目：