1K Microwire兼容串行EEPROM：93AA46A/B/C、93LC46A/B/C、93C46A/B/C器件解析

在电子设计领域，串行EEPROM是一种常见且重要的存储器件。Microchip Technology Inc.的93AA46A/B/C、93LC46A/B/C、93C46A/B/C系列1K Microwire兼容串行EEPROM，凭借其出色的性能和多样化的特性，在众多应用场景中发挥着关键作用。今天，我们就来深入了解一下这些器件。

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器件概述

这些器件属于1Kbit低电压串行电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）。它们具有多种版本，不同版本在工作电压范围、字长、温度范围和封装形式等方面存在差异。

器件选择

部件编号	VCC范围	ORG引脚	字长	温度范围	封装形式
93AA46A	1.8 - 5.5V	无	8位	I	P、SN、ST、MS、OT、MC、MN
93AA46B	1.8 - 5.5V	无	16位	I	P、SN、ST、MS、OT、MC、MN
93LC46A	2.5 - 5.5V	无	8位	I、E	P、SN、ST、MS、OT、MC、MN
93LC46B	2.5 - 5.5V	无	16位	I、E	P、SN、ST、MS、OT、MC、MN
93C46A	4.5 - 5.5V	无	8位	I、E	P、SN、ST、MS、OT、MC、MN
93C46B	4.5 - 5.5V	无	16位	I、E	P、SN、ST、MS、OT、MC、MN
93AA46C	1.8 - 5.5V	有	8或16位	I	P、SN、ST、MS、MC、MN
93LC46C	2.5 - 5.5V	有	8或16位	I、E	P、SN、ST、MS、MC、MN
93C46C	4.5 - 5.5V	有	8或16位	I、E	P、SN、ST、MS、MC、MN

特性亮点

• 低功耗CMOS技术：适合低功耗应用场景，有效降低系统能耗。
• ORG引脚选择字长：对于‘46C’版本，可通过ORG引脚选择8位或16位字长，增加了设计的灵活性。
• 自定时擦除/写入周期：包括自动擦除功能，简化了操作流程。
• 数据保护电路：具备电源开/关数据保护功能，确保数据的安全性。
• 工业标准3线串行I/O：便于与其他设备进行通信。
• 设备状态信号：通过Ready/Busy信号可实时了解设备状态。
• 顺序读取功能：方便连续读取数据。
• 高耐久性：可进行1,000,000次擦除/写入循环，数据保留时间超过200年。
• RoHS合规：符合环保要求。

电气特性

绝对最大额定值

参数	数值
VCC	7.0V
所有输入和输出相对于VSS	-0.6V至VCC + 1.0V
存储温度	-65°C至+150°C
通电时环境温度	-40°C至+125°C
所有引脚ESD保护	≥4 kV

DC特性

不同的输入输出电压、电流等参数在不同的条件下有相应的规定。例如，高电平输入电压（V_IH）在V_CC ≥ 2.7V时为2.0V，在V_CC < 2.7V时为0.7V_CC 。这些参数的设定确保了器件在不同工作条件下的稳定性。

AC特性

时钟频率（F_CLK）、时钟高时间（T_CKH）、时钟低时间（T_CKL）等交流参数也根据不同的V_CC范围有不同的要求。例如，在4.5V ≤ V_CC < 5.5V时，93XX46C的时钟频率最大为3 MHz。

功能描述

启动条件

当CS和DI相对于CLK的正边缘首次同时为高电平时，设备检测到启动位。在检测到启动条件之前，CS、CLK和DI可以任意组合变化（除了启动条件），不会导致设备执行任何操作。一旦CS为高电平，设备不再处于待机模式。

数据输入/输出（DI/DO）

DI用于同步时钟输入启动位、操作码、地址和数据。DO在读取模式下用于输出数据，同时在擦除和写入周期中提供Ready/Busy状态信息。需要注意的是，将DI和DO引脚连接在一起时，在读取操作前的“虚拟零”期间，如果A0为逻辑高电平，可能会发生“总线冲突”，此时可通过在DI和DO之间连接电阻来限制电流。

数据保护

当V_CC低于典型电压（‘93AA’和‘93LC’器件为1.5V，‘93C’器件为3.8V）时，所有操作模式均被禁止。EWEN和EWDS命令可提供额外的数据保护，防止在正常操作中意外编程。

擦除操作

ERASE指令将指定地址的所有数据位强制设置为逻辑‘1’状态。CS在加载最后一个地址位后拉低，对于‘93C’器件，在最后一个地址位之前CLK的上升沿启动写入周期。DO引脚用于指示设备的Ready/Busy状态。

全擦除（ERAL）

ERAL指令将整个内存阵列擦除为逻辑‘1’状态。其周期与擦除周期类似，但操作码不同。V_CC必须≥4.5V才能正常执行ERAL操作。

擦除/写入禁用和启用（EWDS/EWEN）

设备上电时处于擦除/写入禁用（EWDS）状态，所有编程模式必须先执行擦除/写入启用（EWEN）指令。执行EWEN指令后，编程保持启用状态，直到执行EWDS指令或移除V_CC 。

读取操作

READ指令从指定内存位置输出串行数据，输出数据位在CLK的上升沿切换，并在指定时间延迟（T_PD）后稳定。当CS保持高电平时，可进行顺序读取。

写入操作

WRITE指令后跟随8位（ORG为低或A版本器件）或16位（ORG引脚为高或B版本器件）数据，写入指定地址。对于‘93AA’和‘93LC’器件，最后一个数据位时钟输入DI后，CS的下降沿启动自定时自动擦除和编程周期；对于‘93C’器件，最后一个数据位CLK的上升沿启动该周期。

全写入（WRAL）

WRAL指令将整个内存阵列写入指定数据，包含自动ERAL周期。V_CC必须≥4.5V才能正常执行WRAL操作。

引脚描述

名称	PDIP	SOIC	TSSOP	MSOP	DFN (1)	TDFN (1)	SOT - 23	旋转SOIC	功能
CS	1	1	1	1	1	1	5	3	芯片选择
CLK	2	2	2	2	2	2	4	4	串行时钟
DI	3	3	3	3	3	3	3	5	数据输入
DO	4	4	4	4	4	4	1	6	数据输出
VSS	5	5	5	5	5	5	2	7	接地
ORG/NC	6	6	6	6	6	6	—	8	组织/93XX46C无内部连接/93XX46A/B
NC	7	7	7	7	7	7	—	1	无内部连接
VCC	8	8	8	8	8	8	6	2	电源供应

芯片选择（CS）

高电平选择设备，低电平取消选择并使设备进入待机模式。编程周期一旦开始，不受CS信号影响，CS在连续指令之间必须至少低250 ns。

串行时钟（CLK）

用于同步主设备与93XX系列设备之间的通信，操作码、地址和数据位在CLK的正边缘时钟输入和输出。

数据输入（DI）

同步时钟输入启动位、操作码、地址和数据。

数据输出（DO）

在读取模式下输出数据，在擦除和写入周期中提供Ready/Busy状态信息。

组织（ORG）

连接到V_CC或逻辑高电平时选择(x16)内存组织，连接到V_SS或逻辑低电平时选择(x8)内存组织。93XX46A设备始终为(x8)组织，93XX46B设备始终为(x16)组织。

封装信息

该系列器件提供多种封装形式，包括8引脚PDIP、SOIC、MSOP、TSSOP、SOT - 23、8引脚2x3 DFN/TDFN等。每种封装都有其特定的尺寸和引脚布局，并且提供了详细的封装标记信息和推荐的焊盘图案。

总结

Microchip的93AA46A/B/C、93LC46A/B/C、93C46A/B/C系列串行EEPROM具有丰富的特性和多样化的选择，适用于各种低功耗、非易失性存储应用。在设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑工作电压、字长、温度范围、封装形式等因素，合理选择器件，并严格按照电气特性和功能要求进行操作，以确保系统的稳定性和可靠性。你在使用这些器件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。