M24C16-W M24C16-R
M24C16-F
16-Kbit serial I²C bus EEPROM
Datasheet
-
production data
Features
•
Compatible with all I
2
C bus modes:
– 400 kHz
– 100 kHz
•
Memory array:
– 16 Kbit (2 Kbytes) of EEPROM
– Page size: 16 bytes
•
Single supply voltage:
– M24C16-W: 2.5 V to 5.5 V
– M24C16-R: 1.8 V to 5.5 V
– M24C16-F: 1.7 V to 5.5 V (full temperature
range) and 1.6 V to1.7 V (limited
temperature range)
•
Write:
– Byte Write within 5 ms
– Page Write within 5 ms
•
Operating temperature range: from -40 °C up
to +85 °C
•
Random and sequential Read modes
•
Write protect of the whole memory array
UFDFPN8
(MB, MC)
•
Enhanced ESD/Latch-Up protection
•
More than 4 million Write cycles
•
More than 200-year data retention
•
Packages:
– RoHS compliant and halogen-free
(ECOPACK
®
)
UFDFPN5
(MH)
TSSOP8 (DW)
169 mil width
SO8 (MN)
150 mil width
PDIP8 (BN)
WLCSP (CS)
October 2013
This is information on a product in full production.
DocID023494 Rev 4
1/38
www.st.com
Contents
M24C16-W M24C16-R M24C16-F
Contents
1
2
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Signal description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
Serial Clock (SCL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Serial Data (SDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Write Control (WC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
V
SS
(ground) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Supply voltage (V
CC
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.5.4
Operating supply voltage (V
CC
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Power-up conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Device reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Power-down conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3
4
Memory organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Device operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Start condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Stop condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Data input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Acknowledge bit (ACK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Device addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5
Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.1
Write operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.1.1
5.1.2
5.1.3
Byte Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Page Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Minimizing Write delays by polling on ACK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Random Address Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Current Address Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Sequential Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.2
Read operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.2.1
5.2.2
5.2.3
6
Initial delivery state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2/38
DocID023494 Rev 4
M24C16-W M24C16-R M24C16-F
Contents
7
8
9
10
11
Maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
DocID023494 Rev 4
3/38
3
List of tables
M24C16-W M24C16-R M24C16-F
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Signal names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Device select code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Address byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Operating conditions (voltage range W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Operating conditions (voltage range R) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Operating conditions (voltage range F, for devices identified by process letter T) . . . . . . . 21
Operating conditions (voltage range F, for all other devices) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Operating conditions (voltage range F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
AC measurement conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Input parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Cycling performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Memory cell data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
DC characteristics (M24C16-W, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
DC characteristics (M24C16-R, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
DC characteristics (M24C16-F device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
400 kHz AC characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
100 kHz AC characteristics (I
2
C Standard mode). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
TSSOP8 – 8-lead thin shrink small outline, package mechanical data. . . . . . . . . . . . . . . . 29
SO8N – 8-lead plastic small outline, 150 mils body width, package data. . . . . . . . . . . . . . 30
PDIP8 – 8-pin plastic DIP, 0.25 mm lead frame, package mechanical data. . . . . . . . . . . . 31
UFDFPN8 (MLP8) – package dimensions (UFDFPN: Ultra thin Fine pitch
Dual Flat Package, No lead) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
UFDFPN5 (MLP5) – package dimensions (UFDFPN: Ultra thin Fine
pitch Dual Flat Package, No lead) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
M24C16-FCS5TP/S WLCSP 5 bumps package data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4/38
DocID023494 Rev 4
M24C16-W M24C16-R M24C16-F
List of figures
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Figure 16.
Figure 17.
Figure 18.
Figure 19.
Logic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
8-pin package connections, top view . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
UFDFPN5 package connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
M24C16-FCS5TP/S WLCSP connections (top view, marking side, with balls on the
underside) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
I
2
C bus protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Write mode sequences with WC = 0 (data write enabled) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Write mode sequences with WC = 1 (data write inhibited) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Write cycle polling flowchart using ACK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Read mode sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
AC measurement I/O waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Maximum R
bus
value versus bus parasitic capacitance (C
bus
) for
an I
2
C bus at maximum frequency f
C
= 400 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
AC waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
TSSOP8 – 8-lead thin shrink small outline, package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
SO8N – 8-lead plastic small outline, 150 mils body width, package outline . . . . . . . . . . . . 30
PDIP8 – 8-pin plastic DIP, 0.25 mm lead frame, package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
UFDFPN8 (MLP8) – package outline (UFDFPN: Ultra thin Fine pitch . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dual Flat Package, No lead) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
UFDFPN5 (MLP5) – package outline (UFDFPN: Ultra thin Fine pitch . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dual Flat Package, No lead) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
M24C16-FCS5TP/S WLCSP 5 bumps package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
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5
