M24C04-W M24C04-R
M24C04-F
4-Kbit serial I²C bus EEPROM
Datasheet
-
production data
Features
•
Compatible with I
2
C bus modes:
– 400 kHz
– 100 kHz
TSSOP8 (DW)
169 mil width
•
Memory array:
– 4 Kbit (512 bytes) of EEPROM
– Page size: 16 byte
•
Single supply voltage:
– M24C04-W: 2.5 V to 5.5 V
– M24C04-R: 1.8 V to 5.5 V
– M24C04-F: 1.7 V to 5.5 V (full temperature
range) and 1.6 V to 1.7 V (limited
temperature range)
•
Write:
– Byte Write within 5 ms
– Page Write within 5 ms
PDIP8 (BN)
(1)
•
Operating temperature range:
– from -40 °C up to +85 °C
•
Random and sequential Read modes
•
Write protect of the whole memory array
•
Enhanced ESD/Latch-Up protection
UFDFPN8 (MC)
DFN8 - 2 x 3 mm
•
More than 4 million Write cycles
•
More than 200-years data retention
SO8 (MN)
150 mil width
Packages
•
RoHS compliant and halogen-free
(ECOPACK2
®
)
UFDFPN5 (MH)
DFN5 - 1.7 x 1.4 mm
October 2017
This is information on a product in full production.
DocID023994 Rev 5
1/40
www.st.com
Contents
M24C04-W M24C04-R M24C04-F
Contents
1
2
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Signal description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Serial Clock (SCL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Serial Data (SDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Chip Enable (E1, E2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Write Control (WC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
V
SS
(ground) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Supply voltage (V
CC
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.6.1
2.6.2
2.6.3
2.6.4
Operating supply voltage (V
CC
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
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
2/40
DocID023994 Rev 5
M24C04-W M24C04-R M24C04-F
Contents
6
7
8
9
Initial delivery state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
UFDFPN5 (DFN5) package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
UFDFPN8 (DFN8) package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
TSSOP8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
SO8N package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
PDIP8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10
11
Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
DocID023994 Rev 5
3/40
3
List of tables
M24C04-W M24C04-R M24C04-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.
Signal names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Device select code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Address byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Operating conditions (voltage range W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Operating conditions (voltage range R) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Operating conditions (voltage range F, for devices identified
by process letter T) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Operating conditions (voltage range F, for all other devices) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
AC measurement conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Input parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Cycling performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Memory cell data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
DC characteristics (M24C04-W, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
DC characteristics (M24C04-R device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
DC characteristics (M24C04-F device grade 6 and grade 5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
400 kHz AC characteristics (I2C Fast-mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
100 kHz AC characteristics (I
2
C Standard mode). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
UFDFPN5 - 1.7 × 1.4 mm, 0.55 mm thickness, ultra thin fine pitch
dual flat package, no lead - package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
UFDFPN8 – 2x3 mm, 0.55 thickness, ultra thin fine pitch dual flat package,
no lead - package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
TSSOP8 – 3 x 4.4 mm, 0.65 mm pitch, 8-lead thin shrink small outline,
package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
SO8N – 3.9x4.9 mm, 8-lead plastic small outline, 150 mils body width,
package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
PDIP8 – 8-pin plastic DIP, 0.25 mm lead frame, package mechanical data. . . . . . . . . . . . 36
Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4/40
DocID023994 Rev 5
M24C04-W M24C04-R M24C04-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 (DFN5) package connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Maximum Rbus value versus bus parasitic capacitance (Cbus) for
an I2C bus at maximum frequency fC = 400 kHz
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
AC waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
UFDFPN5 – 1.7x1.4 mm, 0.55 mm thickness, ultra thin fine pitch
dual flat package, no lead - package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
UFDFPN5 - 5-lead, 1.7 × 1.4 mm, 0.55 mm thickness, ultra thin fine pitch
dual flat package, no lead recommended footprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
UFDFPN8 – 2x3 mm, 0.55 thickness, ultra thin fine pitch
dual flat package, no lead - package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
TSSOP8 – 3x4.4 mm, 0.65 mm pitch, 8-lead thin shrink small outline,
package outline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
SO8N – 3.9x4.9 mm, 8-lead plastic small outline, 150 mils body width, package outline . 34
SO8N – 3.9x4.9 mm, 8-lead plastic small outline, 150 mils body width,
package recommended footprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
PDIP8 – 8-pin plastic DIP, 0.25 mm lead frame, package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
DocID023994 Rev 5
5/40
5