NAND512R4B2AN1F datasheet, PDF

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NAND512R4B2AN1F: Description32MX16 FLASH 1.8V PROM, 25000ns, PDSO48, 12 X 20 MM, ROHS COMPLIANT, PLASTIC, TSOP-48; Categorystorage storage; File Size943KB，58 Pages; ManufacturerSTMicroelectronics; Websitehttp://www.st.com/; Environmental Compliance

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NAND512R4B2AN1F Overview

32MX16 FLASH 1.8V PROM, 25000ns, PDSO48, 12 X 20 MM, ROHS COMPLIANT, PLASTIC, TSOP-48

NAND512R4B2AN1F Parametric

Parameter Name	Attribute value
Is it Rohs certified?	conform to
Maker	STMicroelectronics
Parts packaging code	TSOP
package instruction	TSOP1, TSSOP48,.8,20
Contacts	48
Reach Compliance Code	unknown
ECCN code	3A991.B.1.A
Maximum access time	25000 ns
command user interface	YES
Data polling	NO
JESD-30 code	R-PDSO-G48
JESD-609 code	e3/e6
length	18.4 mm
memory density	536870912 bit
Memory IC Type	FLASH
memory width	16
Number of functions	1
Number of departments/size	512
Number of terminals	48
word count	33554432 words
character code	32000000
Operating mode	ASYNCHRONOUS
Maximum operating temperature	70 °C
Minimum operating temperature
organize	32MX16
Package body material	PLASTIC/EPOXY
encapsulated code	TSOP1
Encapsulate equivalent code	TSSOP48,.8,20
Package shape	RECTANGULAR
Package form	SMALL OUTLINE, THIN PROFILE
page size	1K words
Parallel/Serial	PARALLEL
Peak Reflow Temperature (Celsius)	260
power supply	1.8 V
Programming voltage	1.8 V
Certification status	Not Qualified
ready/busy	YES
Maximum seat height	1.2 mm
Department size	64K
Maximum standby current	0.00005 A
Maximum slew rate	0.015 mA
Maximum supply voltage (Vsup)	1.95 V
Minimum supply voltage (Vsup)	1.7 V
Nominal supply voltage (Vsup)	1.8 V
surface mount	YES
technology	CMOS
Temperature level	COMMERCIAL
Terminal surface	TIN/TIN BISMUTH
Terminal form	GULL WING
Terminal pitch	0.5 mm
Terminal location	DUAL
Maximum time at peak reflow temperature	NOT SPECIFIED
switch bit	NO
width	12 mm

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NAND512-B, NAND01G-B, NAND02G-B,

NAND04G-B, NAND08G-B

512 Mbit, 1 Gbit, 2 Gbit, 4 Gbit, 8 Gbit

2112 Byte/1056 Word Page, 1.8V/3V, NAND Flash Memory

PRELIMINARY DATA

FEATURES SUMMARY

■

HIGH DENSITY NAND FLASH MEMORIES

– Up to 8 Gbit memory array

– Up to 64Mbit spare area

– Cost effective solutions for mass storage

applications

NAND INTERFACE

– x8 or x16 bus width

– Multiplexed Address/ Data

– Pinout compatibility for all densities

SUPPLY VOLTAGE

– 1.8V device: V

= 1.7 to 1.95V

– 3.0V device: V

= 2.7 to 3.6V

PAGE SIZE

– x8 device: (2048 + 64 spare) Bytes

– x16 device: (1024 + 32 spare) Words

BLOCK SIZE

– x8 device: (128K + 4K spare) Bytes

– x16 device: (64K + 2K spare) Words

PAGE READ / PROGRAM

– Random access: 25µs (max)

– Sequential access: 50ns (min)

– Page program time: 300µs (typ)

COPY BACK PROGRAM MODE

– Fast page copy without external buffering

CACHE PROGRAM AND CACHE READ

MODES

– Internal Cache Register to improve the

program and read throughputs

FAST BLOCK ERASE

– Block erase time: 2ms (typ)

STATUS REGISTER

ELECTRONIC SIGNATURE

CHIP ENABLE ‘DON’T CARE’

– for simple interface with microcontroller

SERIAL NUMBER OPTION

Figure 1. Packages

TSOP48 12 x 20mm

USOP48 12 x 17 x 0.65mm

FBGA

VFBGA63 9.5 x 12 x 1mm

TFBGA63 9.5 x 12 x 1.2mm

■

DATA PROTECTION

– Hardware and Software Block Locking

– Hardware Program/Erase locked during

Power transitions

DATA INTEGRITY

– 100,000 Program/Erase cycles

– 10 years Data Retention

RoHS COMPLIANCE

– Lead-Free Components are Compliant

with the RoHS Directive

DEVELOPMENT TOOLS

– Error Correction Code software and

hardware models

– Bad Blocks Management and Wear

Leveling algorithms

– PC Demo board with simulation software

– File System OS Native reference software

– Hardware simulation models

1/58

August 2005

This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to change without notice.

NAND512-B, NAND01G-B, NAND02G-B, NAND04G-B, NAND08G-B

TABLE OF CONTENTS

FEATURES SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Figure 1. Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Table 1. Product List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

SUMMARY DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Table 2.

Figure 2.

Figure 3.

Table 3.

Figure 4.

Figure 5.

Figure 6.

Figure 7.

Product Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Logic Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Logic Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Signal Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

TSOP48 and USOP48 Connections, x8 devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

TSOP48 and USOP48 Connections, x16 devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

FBGA63 Connections, x8 devices (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

FBGA63 Connections, x16 devices (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

MEMORY ARRAY ORGANIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Bad Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Table 4. Valid Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 8. Memory Array Organization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

SIGNAL DESCRIPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Inputs/Outputs (I/O0-I/O7). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Inputs/Outputs (I/O8-I/O15). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Address Latch Enable (AL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Command Latch Enable (CL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Chip Enable (E). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Read Enable (R).. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Power-Up Read Enable, Lock/Unlock Enable (PRL). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Write Enable (W). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Write Protect (WP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ready/Busy (RB). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

......

. . . . 14

BUS OPERATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Command Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Address Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Data Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Write Protect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Table 5. Bus Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Table 6. Address Insertion, x8 Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Table 7. Address Insertion, x16 Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3/58

NAND512-B, NAND01G-B, NAND02G-B, NAND04G-B, NAND08G-B

Table 8. Address Definitions, x8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Table 9. Address Definitions, x16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

COMMAND SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Table 10. Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

DEVICE OPERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Read Memory Array. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Random Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Page Read. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 9. Read Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 10.Random Data Output During Sequential Data Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Cache Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figure 11.Cache Read Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Page Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Sequential Input. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Random Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 12.Page Program Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 13.Random Data Input During Sequential Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Copy Back Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 11. Copy Back Program x8 Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 12. Copy Back Program x16 Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 14.Copy Back Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 15.Page Copy Back Program with Random Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Cache Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 16.Cache Program Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Block Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 17.Block Erase Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Read Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Write Protection Bit (SR7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

P/E/R Controller and Cache Ready/Busy Bit (SR6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

P/E/R Controller Bit (SR5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Cache Program Error Bit (SR1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Error Bit (SR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

SR4, SR3 and SR2 are Reserved . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Table 13. Status Register Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Read Electronic Signature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Table 14. Electronic Signature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Table 15. Electronic Signature Byte/Word 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

DATA PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Blocks Lock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Blocks Unlock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Figure 18.Blocks Unlock Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Blocks Lock-Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4/58

......

.......

......

. . . . 32

. . . . 33

NAND512-B, NAND01G-B, NAND02G-B, NAND04G-B, NAND08G-B

Block Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Figure 19.Read Block Lock Status Operation . . . . .

Table 16. Block Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Figure 20.Block Protection State Diagram . . . . . . .

.......

......

.......

......

. . . . 33

. . . . 34

SOFTWARE ALGORITHMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Bad Block Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Block Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Table 17. Block Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Figure 21.Bad Block Management Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Figure 22.Garbage Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Garbage Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Wear-leveling Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Error Correction Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Figure 23.Error Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Hardware Simulation Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Behavioral simulation models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

IBIS simulations models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

PROGRAM AND ERASE TIMES AND ENDURANCE CYCLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Table 18. Program, Erase Times and Program Erase Endurance Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

MAXIMUM RATING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Table 19. Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

DC AND AC PARAMETERS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Table 20. Operating and AC Measurement Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Table 21. Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 24.DC Characteristics, 1.8V Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 25.Equivalent Testing Circuit for AC Characteristics Measurement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Table 22. DC Characteristics, 3V Devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Table 23. AC Characteristics for Command, Address, Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Table 24. AC Characteristics for Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Figure 26.Command Latch AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Figure 27.Address Latch AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Figure 28.Data Input Latch AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Figure 29.Sequential Data Output after Read AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Figure 30.Read Status Register AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Figure 31.Read Electronic Signature AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Figure 32.Page Read Operation AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Figure 33.Page Program AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Figure 34.Block Erase AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Figure 35.Reset AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Ready/Busy Signal Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Figure 36.Ready/Busy AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Figure 37.Ready/Busy Load Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

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