采用常规CMOS工艺可以实现的元器件有电阻、二极管、NMOS/PMOS、场氧器件（FOD）、纵向/横向双极型晶体管（BJT）、SCR器件（p-n-p-n结构）、电容和电感。因此可以采用这些器件组成ESD钳位器件或电路以实现要求的ESD保护水平（例如，2000V的HBM，200V的MM，1000V的CDM）。为了保持足够高的ESD级别，ESD钳位电路中使用的器件应该有相应足够大的器件面积或尺寸以保证器件不被ESD引起的热量烧坏或损伤。然而，要在合理的硅片面积范围内绘制能维持足够高ESD级别的ESD钳位器件，必须采用版图优化设计技术[10-12]。对使用较小的版图面积实现足够高的ESD级别的ESD钳位器件的问题，参考资料[13-16]中给出了一些有效利用面积的先进设计方法。
在输出驱动中的PMOS和NMOS器件也经常作为ESD钳位器件以保护I/O引脚而不需要在端口增加额外的ESD钳位器件。为了给外部负载提供足够高的驱动电流并且能经受足够高的ESD应力，输出缓冲器中的NMOS/PMOS的沟道宽度一般设计为宽达几百微米。这种有很大器件面积的ESD保护器件一般采用多指梳状结构，以减小总的版图面积[17]。但是在ESD应力期间，起ESD保护作用的MOSFET多个梳齿并不能实现同时开启。如果只有其中部分MOSFET“梳齿”开启，器件将会受到ESD放电的损伤[18]。这样，即使MOSFET有很大的器件面积，但是ESD保护电路的ESD级别并不高。为了提高多个“梳齿”开启的一致性，有报导采用栅驱动设计[19-22]和衬底触发设计[24-28]，以增加面积较大的NMOS器件的ESD鲁棒性。最近研究发现当栅压稍微增加时，栅驱动NMOS的鲁棒性将急剧下降[16，22]。这是因为栅驱动设计引起了穿过NMOS强反型沟道的较大放电电流[29]；因此NMOS器件很轻易被ESD能量烧毁。栅驱动和衬底驱动技术能改善大面积ESD保护器件的鲁棒性。但是从能带图的角度看，较高的栅偏置将会导致较大的沟道电流和较高的栅氧电场，并损伤MOSFET[29]。这一效应引起了栅驱动器件ESD鲁棒性的衰退。与栅驱动设计相比，衬底驱动设计能避免沟道电流的形成并且能增强空间电荷区使得较高的ESD电流远离沟道表面。因此，在纳米级CMOS技术中，衬底驱动设计是改善CMOS器件ESD鲁棒性的最有效方法之一[30]。(www.xing528.com)
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