器件结温测试方法主要有四类：物理接触法、光学测量法、温敏电参数法以及其它方法。
物理接触法
物理接触法主要是利用热敏电阻、热电偶等热敏元件，直接接触芯片表面来获得芯片的结温。
如上图所示，IGBT器件内部键合线分布比较密集，所选热探针的体积必须足够小才能和芯片有良好的直接接触。
这个方法的分辨率是由热探针的图层颗粒决定的，响应时间是由热探针的热容决定的。所以，物理接触法可以拥有较高的空间分辨率，从而可以准确地获得目标位置的温度，但是响应时间受到热探针热容的限制不会太小，往往外界数据采集装置的频率跟不上芯片实际结温的变化。而且，物理接触法的结温测试需要破坏器件的正常封装结构。好处就是测量原理较简单，操作方便。
光学测试法
光学测试法的原理是通过将光束聚焦在半导体芯片的特定区域，与芯片的聚焦区域发生相互作用的入射光子从芯片表面反射或散射回来；由于晶格声子反射或散射的能量是芯片局部温度的函数，可以通过测量这些能量的变化来推断芯片温度。
目前，红外传感器、光纤以及红外相机等等光学测试手段都可以实现芯片温度分布的图形。
光学测量法是具有较高的空间分辨率，很容易观察到芯片表面温度分布，并且不需要接触芯片，不会影响器件的正常工作。但是，缺点是需要去除模块的封装外壳和内部硅胶，破坏了正常的封装结构和一些键合电路。而且，为了更加精确的测试，必须对芯片表面进行喷黑漆处理，以在整个区域产生均匀性的发射率。
光学测量结温的方法已经成为了芯片温度分布测量的常用手段。
温敏电参数法
功率芯片许多参数都与器件结温存在紧密联系，如载流子寿命会随温度升高而增加，载流子的迁移率则是会随温度升高而降低，这就给IGBT器件对外表现为电气特性会受到温度的影响，这些受器件结温影响的电气参数称为温敏电参数。通过测量温敏电参数来间接获得芯片结温的方法称为温敏电参数法。
根据应用特性不同，温敏电参数法分为基于通态特性的测试方法、基于动态特性的测试方法和基于封装特性的测试方法。
其中，基于通态特性的测试方法有小电流饱和压降法、大电流饱和压降法、阈值电压法、饱和电流法、短路电流法等等。基于动态特性的测试方法则是利用时间参数，一般发生在IGBT开通和关断的瞬间过程。基于封装特性的测试通常以高压大功率器件为对象，这些功率模块封装结构内部引起的寄生参数也可以用于结温测量。
其它方法
热网络模型法
热网络模型法的基本原理是根据热电比拟理论，构建结温到已知温度节点的热路网络，从而实现在线监测以及预测结温的效果。目前在网络建模方面，具有代表性的两种网络模型分别为Cauer和Foster网络模型。其中Foster热网络模型为串联电路结构，其中各节点无实际意义，而是通过一些测试数据拟合得到，相对容易获得，对单芯片单面散热模块的结温预测具有较好适用性。而Cauer热网络模型采用并联电路结构，这需要知道具体封装材料参数和尺寸才可以准确获得。
实际应用中，多为多芯片、多器件的使用情况，同一模块内部不同芯片、不同模块之间基本都会存在耦合关系，这是非常现实的问题。
电致发光效应法
电致发光效应是指材料在电能激发下的发光现象。电致发光效应法是通过测量芯片表面发光强度来间接测量芯片结温的技术。其基本原理是，当在芯片表面施加高频电场时，由于载流子在半导体内部的碰撞复合作用会导致发光现象，而发光强度与芯片结温呈正比，所以利用这个关系可以进行结温测量。
有限元仿真法
传热过程中如边界条件、热传导方程等物理问题描述都可以通过微分方程得到实现。将微分方程转换为差分方程，从而将研究的连续性问题采用离散化方式求解，进而简化了问题分析。有限元求解器件内部的热传导问题，本质上就是将传热问题采用离散化方法近似数值求解。
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