93AA66A/B/C, 93LC66A/B/C, 93C66A/B/C 4K Microwire 兼容串行 EEPROM 深度解析

在电子设计领域，EEPROM（电可擦可编程只读存储器）是一种常见且重要的存储器件。Microchip Technology Inc. 的 93AA66A/B/C、93LC66A/B/C、93C66A/B/C 系列 4K Microwire 兼容串行 EEPROM 以其出色的性能和特性，在众多应用场景中得到广泛应用。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：93LC66BT-I MC.pdf

一、产品概述

该系列产品是 4Kbit 低压串行电可擦除 PROM（EEPROM），采用先进的 CMOS 技术，非常适合低功耗、非易失性存储应用。其特点包括低功耗、可通过 ORG 引脚选择字长、自定时擦除/写入周期、数据保护电路等。

1. 器件选择

不同型号在电源电压范围、字长、温度范围和封装等方面有所差异，具体如下：	型号	VCC 范围	ORG 引脚	字长	温度范围	封装
93AA66A	1.8 - 5.5V	无	8 位	I	P, SN, ST, MS, OT, MC, MN
93AA66B	1.8 - 5.5V	无	16 位	I	P, SN, ST, MS, OT, MC, MN
93LC66A	2.5 - 5.5V	无	8 位	I, E	P, SN, ST, MS, OT, MC, MN
93LC66B	2.5 - 5.5V	无	16 位	I, E	P, SN, ST, MS, OT, MC, MN
93C66A	4.5 - 5.5V	无	8 位	I, E	P, SN, ST, MS, OT, MC, MN
93C66B	4.5 - 5.5V	无	16 位	I, E	P, SN, ST, MS, OT, MC, MN
93AA66C	1.8 - 5.5V	有	8 或 16 位	I	P, SN, ST, MS, MC, MN
93LC66C	2.5 - 5.5V	有	8 或 16 位	I, E	P, SN, ST, MS, MC, MN
93C66C	4.5 - 5.5V	有	8 或 16 位	I, E	P, SN, ST, MS, MC, MN

2. 主要特性

• 低功耗 CMOS 技术：有助于降低系统功耗，延长电池寿命。
• ORG 引脚选择字长：对于 93XX66C 版本，可通过 ORG 引脚选择 8 位或 16 位字长。
• 自定时擦除/写入周期：包括自动擦除功能，操作方便。
• 数据保护：具有上电/掉电数据保护电路，以及 EWEN 和 EWDS 命令提供额外保护。
• 工业标准 3 线串行 I/O：方便与其他设备进行通信。
• 设备状态信号：通过 Ready/Busy 信号可了解设备状态。
• 顺序读取功能：可连续读取数据。
• 高耐久性：1,000,000 次擦除/写入周期，数据保留时间 > 200 年。
• 环保设计：无铅且符合 RoHS 标准。

二、电气特性

1. 绝对最大额定值

• VCC 最大为 7.0V。
• 所有输入和输出相对于 VSS 的电压范围为 -0.6V 至 VCC + 1.0V。
• 存储温度范围为 -65°C 至 +150°C。
• 加电时环境温度范围为 -40°C 至 +125°C。
• 所有引脚的 ESD 保护 ≥ 4 kV。

2. DC 特性

不同参数在不同条件下有相应的取值范围，例如：

• 高电平输入电压（VIH）：当 VCC ≥ 2.7V 时，为 2.0V；当 VCC < 2.7V 时，为 0.7VCC。
• 低电平输入电压（VIL）：当 VCC ≥ 2.7V 时，为 -0.3V；当 VCC < 2.7V 时，为 0.2VCC。

3. AC 特性

• 时钟频率（FCLK）：根据 VCC 不同，范围在 1 - 3 MHz 之间。
• 时钟高时间（TCKH）和时钟低时间（TCKL）：随 VCC 变化而不同。

三、功能描述

1. 启动条件

当 CS 和 DI 相对于 CLK 的正边沿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，但不会导致设备操作。一旦 CS 为高电平，设备不再处于待机模式。

2. 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 在读取模式下输出数据，同时在擦除和写入周期提供 Ready/Busy 状态信息。需要注意的是，当将 DI 和 DO 连接在一起时，在读取操作前的“虚拟零”期间可能会发生“总线冲突”，可通过在 DI 和 DO 之间连接电阻来限制电流。

3. 数据保护

当 VCC 低于典型电压（‘93AA’和‘93LC’设备为 1.5V，‘93C’设备为 3.8V）时，所有操作模式被禁止。EWEN 和 EWDS 命令可防止在正常操作期间意外编程。设备上电后自动处于 EWDS 模式，在执行初始 ERASE 或 WRITE 指令之前，必须先执行 EWEN 指令。

4. 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 拉低后，‘93AA’和‘93LC’设备在 CS 下降沿启动自定时编程周期，‘93C’设备在最后一个地址位之前的 CLK 上升沿启动写入周期。DO 引脚可指示设备的 Ready/Busy 状态。

5. 全擦除（ERAL）

ERAL 指令将整个存储阵列擦除为逻辑‘1’状态，其周期与擦除周期类似，只是操作码不同。VCC 必须 ≥ 4.5V 才能正常执行 ERAL 操作。

6. 擦除/写入禁用和启用（EWDS/EWEN）

设备上电后处于 EWDS 状态，所有编程模式必须先执行 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 VCC。READ 指令的执行与 EWEN 和 EWDS 指令无关。

7. 读取操作

READ 指令在 DO 引脚输出指定存储位置的串行数据。8 位输出（ORG 引脚为低或 A 版本设备）或 16 位输出（ORG 引脚为高或 B 版本设备）前有一个虚拟零位。当 CS 保持高电平时，可进行顺序读取。

8. 写入操作

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

9. 全写入（WRAL）

WRAL 指令将整个存储阵列写入指定数据，包含自动 ERAL 周期，芯片必须处于 EWEN 状态。VCC 必须 ≥ 4.5V 才能正常执行 WRAL 操作。

四、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	N/A	8	组织 / 93XX66C 无内部连接 / 93XX66A/B
NC	7	7	7	7	7	7	N/A	1	无内部连接
VCC	8	8	8	8	8	8	6	2	电源

1. 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，将不受 CS 信号影响，直到完成。CS 在连续指令之间必须至少低电平 250 ns。

2. 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 的正边沿时钟输入和输出。CLK 可以在传输序列的任何位置停止和继续。

3. 数据输入（DI）

用于同步时钟输入启动位、操作码、地址和数据。

4. 数据输出（DO）

在读取模式下输出数据，同时在擦除和写入周期提供 Ready/Busy 状态信息。

5. 组织（ORG）

当 ORG 引脚连接到 VCC 或逻辑高电平时，选择（x16）存储组织；当连接到 VSS 或逻辑低电平时，选择（x8）存储组织。93XX66A 设备始终为（x8）组织，93XX66B 设备始终为（x16）组织。

五、封装信息

该系列产品提供多种封装形式，包括 8 引脚 PDIP、SOIC、TSSOP、MSOP、6 引脚 SOT - 23、8 引脚 2x3 DFN 和 8 引脚 2x3 TDFN 等。不同封装有相应的尺寸和标记信息，具体可参考文档中的详细表格和图纸。

六、总结

Microchip 的 93AA66A/B/C、93LC66A/B/C、93C66A/B/C 系列 4K Microwire 兼容串行 EEPROM 以其丰富的特性、广泛的应用范围和多样的封装形式，为电子工程师提供了一个可靠的存储解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体需求选择合适的型号和封装，并注意其电气特性和操作要求，以确保系统的稳定运行。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。