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静电放电(Electrostatic Discharge，简称ESD)保护设计一直是集成电路业界可靠性设计的重要难题，电源钳位ESD保护电路是全芯片ESD保护策略不可缺少的组成。随着工艺的进步，器件抗静电冲击的能力不断减弱，ESD设计窗口不断变窄，这些事实让片上ESD保护设计变得越发具有挑战性。电源钳位ESD保护电路是不同ESD冲击模式下的重要电流泄放通路，同时，也是ESD事件下，电源线(VDD)上不出现过压事件的可靠保障，所以，有效电源钳位ESD保护电路的设计是全芯片ESD保护策略成功与否的关键。 本文的主要工作和创新点包括: 1.基于SMIC130nm和GlobalFoundries130nm体硅工艺，实现了电源钳位ESD保护电路的全套设计流程。通过电路仿真、版图以及流片后的测试工作，验证了设计理念，成功实践了用双端和三端瞬态测试来验证电源钳位ESD保护电路瞬态特性的实验方法。 2.提出了一种优化的多重RC触发型电源钳位ESD保护电路，通过电流镜结构的使用、CR结构代替RC加反相器结构和非对称反相器的使用，在更小的版图面积下，实现泄放晶体管更长的开启时间和正常操作时更小的泄漏电流。以上设计参与了SMIC130 nm体硅工艺流片，测试结果表明:最终提出的优化电路在版图面积为原始电路的87.6％、正常偏置时漏电为原始电路的70.7％的情况下，实现了ESD冲击下，超过原始电路2.25倍的泄放晶体管开启时间; 3.提出了一种瞬态触发、直流维持型电源钳位ESD保护电路，提出的保护电路具有比纯瞬态触发型电源钳位ESD保护电路更好的高频噪声免疫力、比纯直流触发型电源钳位ESD保护电路在ESD事件下开启速度更快的优点。以上设计参与了GlobalFoundries130 nm体硅工艺流片，测试结果表明:提出的新电路在ESD事件下开启速度比纯直流触发型电路快6ns，在上升时间为10ns、脉冲幅值为3.0V的高频噪声下不发生纯瞬态触发型电路中出现的闩锁现象。