無法被取代的指針型三用電表（二）：LED順向偏壓量測篇

上回有提過，指針電表有許多功能是數位電表不容易做到的，如果您沒跟上可以先從這裡上車。
https://danchouzhou.blogspot.com/2020/05/analogueMultimeter.html

那麼今天先從最簡單的，測量LED的方法來介紹。其實介紹的這些好用的功能，最關鍵的地方在於指針電表上頭的LV與LI刻度和指針電表輸出的電壓夠高。

我們拿到一台指針電表第一件事情是要將指針歸零。可以用合適的工具去調整錶頭中央的旋鈕，讓指針在常態下指在0點。此外我們閱讀指針時要善用上面那排反射鏡，原則上要讓指針本體與反射鏡上反射出的指針影像重疊，才能確保閱讀時沒有視角誤差。

另外有些指針電表在不同方向(地球引力)甚至方位(地磁)會讓指針有些許偏差，都會影響量測的結果，使用時要注意這些問題。我們這台DE-965TRn採用的是日製雙懸吊機心，這些影響都算還好。

指針歸零以後，切到歐姆檔也要記得歸零。指針電表上的電壓、電流檔都是依靠待測物的電源來驅動表頭；歐姆檔則是靠電表裡面的電池，經過一些合適的電阻進行分壓、分流，送到探棒兩端去量測待測物。當探棒兩端接著的負載不同，表頭分到的電流也會不同，進而在刻度上指示待測物的電阻值。隨著使用或者放置的時間，電池的特性或多或少會不太一樣(可能是電壓或者內阻會改變)，因此指針電表上都有設計一個歸零的旋鈕可以校正這個誤差。此外也可以順便校正探棒線電阻的誤差。

歸零的方式就是將探棒短路，旋轉歐姆檔歸零可變電阻，直到指針指在零歐姆的位置。這個可變電阻ㄧ般位於檔位旋鈕的右上方，會標示0Ω ADJ。手指盡量不要接觸到探棒探針的部分，因為手上的鹽分會使探針變得容易氧化。

一樣要記得讓指針本體與反射鏡上反射出的指針影像重疊，才能確保閱讀時沒有視角誤差。

接著我們就可以開始來量看看LED的順向偏壓。這台DE-965TRn有LED/電晶體測試的插槽，如果您手上的電表沒有這個插槽也沒關係，直接從探棒接出來意思是一樣的。不過要注意，我們一般拿到的都是日規的指針電表，從電表輸出的電源是與探棒標示的極性相反，所以LED的陽極(P)要接黑棒、陰極(N)要接在紅棒。
先拿一顆紅光LED插上去量看看。

我們可以閱讀刻度上的LV與LI得知當下輸出的電壓與電流，分別為1.85V、6.25mA。

再來我們換成藍光LED。

電壓與電流分別為2.6V、2mA。

經過測量可以發現不同顏色的LED會有不同的順向偏壓。原因是因為LED的發光原理是電子躍遷將能量以電磁波的形式釋放出來。由普朗克-愛因斯坦關係式可以得知，波長越短(頻率越高)的光，所需要的能量越高。我們也可以用"算"的算出LED的順向偏壓，可以參考以下。
h是普朗克常數，6.63*10^-34焦耳秒。

所以根據我們這兩顆LED的規格手冊，紅光的發光波長為637nm、藍光的發光波長為465nm，代入公式後可以驗證實驗結果是否正確。也可以直接用1240/波長(奈米)計算近似的結果。
https://www.lenoo.com/product-detail-747023.html
可以看到計算結果1.945V、2.665V與我們實驗結果1.85V、 2.6V相當接近。

由此實驗結果得知，一般可見光的LED，電壓應該都在1.8V以上。我們可以去參考一下這台數位電表的規格。即便是開路電壓最高的二極體檔也只不過1.5V而以。此外，數位電表輸出的電流大約落在1mA~2mA，往往不會是我們正常在電路中使用一顆零件的工作電流。
https://goods.ruten.com.tw/item/show?22019549030959