photorésistance

Une photorésistance est un dispositif semi-conducteur à deux bornes fabriqué à partir de sulfure de cadmium (CdS) ou de séléniure de cadmium (CdSe) dont la résistance électrique chute brusquement lorsqu'il est exposé à la lumière. Dans l'obscurité, une photorésistance CdS typique peut mesurer 10 mégohms ou plus; en plein soleil, le même composant peut descendre à 100 ohms ou moins. Cette relation inverse entre l'éclairement et la résistance rend le dispositif utile pour détecter une présence, mesurer l'intensité et déclencher une action de commutation en réponse aux changements de lumière ambiante.

La physique derrière ce comportement est simple: les photons frappent le matériau semi-conducteur et projettent des électrons dans la bande de conduction, créant des porteurs de charge qui permettent au courant de circuler plus facilement. L'effet est à peu près proportionnel à l'intensité lumineuse sur une plage utile, bien que la réponse ne soit pas parfaitement linéaire. Les types CdS sont les plus sensibles à la lumière visible autour de 500-600 nanomètres (jaune-vert), tandis que les variantes CdSe décalent légèrement la sensibilité vers les longueurs d'onde rouges. Le temps de réponse varie généralement de dizaines à des centaines de millisecondes, selon l'épaisseur du matériau et le dopage.

Dans les environnements utilitaires et industriels, les photorésistances apparaissent dans les circuits de contrôle de l'éclairage public, où elles désactivent les lampes extérieures pendant la journée et les activent au crépuscule. On les trouve dans les systèmes d'alarme déclenchés par la lumière, les posemètres et les circuits de gradation automatisés pour l'éclairage industriel. En raison de leur construction simple, de leur faible coût et de leur conception à deux bornes, elles s'intègrent facilement dans les circuits analogiques sans nécessiter d'amplification active, bien que les conceptions modernes les associent souvent à des amplificateurs opérationnels pour affiner les seuils de commutation ou linéariser la sortie.

Limitations et alternatives

Le principal inconvénient des photorésistances est leur temps de réponse lent et leur sensibilité spectrale qui ne correspond pas parfaitement à la vision humaine. Elles présentent également une hystérésis: la courbe de résistance diffère légèrement selon que la lumière augmente ou diminue. Dans les applications exigeant une commutation rapide (plus rapide que 10 millisecondes) ou une correspondance spectrale précise, les photodiodes ou les phototransistors sont préférés. Les photorésistances se dégradent également avec le temps, en particulier sous une exposition intense aux UV, et leurs valeurs de résistance absolues dérivent significativement avec la température.

Le terme photorésistance est largement interchangeable avec résistance dépendante de la lumière (LDR) et photocellule, bien que les textes plus anciens réservent parfois photocellule aux dispositifs photoélectriques à tube à vide. Les fiches techniques spécifient la résistance à l'obscurité, la résistance éclairée à un niveau de lumière standard (souvent 10 lux), le temps de réponse et le coefficient de température. Pour toute application, en particulier dans les services publics où la fiabilité et la précision sont importantes, il est essentiel de vérifier la réponse spectrale, les caractéristiques de vieillissement et la stabilité en température par rapport à l'environnement de travail réel.