Стандарт напряжения.

Одно из наиболее важных, наряду со сквидами, приложений сверхпроводников в аналоговой электронике представляют собой стандарты напряжения. Из выражения для тока в нестационарном эффекте Джозефсона при постоянном напряжении на переходе следует, что среднее значение тока по времени равно нулю. Рассмотрим ситуацию, когда на джозфсоновском переходе присутствует как постоянное напряжение V₀, так и переменное напряжение V₁(t)=-V₁cos(ωt). Решив уравнение для фазы , получим выражение для джозефсоновского тока:

Можно показать, что среднее значение этого тока по времени уже не равно нулю. Выполним разложение функции «синус от синуса» в ряд по функциям Бесселя целого порядка J_n:

.

Как нетрудно видеть при

среднее значение тока отлично от нуля и равно

.

В эксперименте измеряется именно среднее значение тока. Поэтому при наличии на джозефсоновском переходе одновременно постоянного V₀ и переменного смещения V₁(t) данный эффект будет проявлять себя в возникновении на вольт-амперной характеристике перехода ступенек тока на фоне зависимости :

Такие ступеньки называют ступеньками Шапиро. Величина скачка тока зависит от амплитуды переменного напряжения и других параметров, но само положение скачка на оси V₀ определяется только частотой и мировыми постоянными. Поскольку для определения частоты имеются высокоточные стандарты, данный эффект можно использовать для определения напряжения с высокой точностью и создания стандарта напряжения.