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国家电压基准是基于约瑟夫森量子化效应的。传统的SIS结阵具有不能快速选择特定的台阶，相位锁定时间短的问题。I-V曲线无回滞的约瑟夫森结阵，其I-V曲线单值，电压台阶宽，解决了SIS结阵的问题。美国标准技术研究院的Hamilton提出并制作高度阻尼的编程SNS约瑟夫森结阵电压标准；德国物理技术研究院则选择SINIS结来制作可编程约瑟夫森结阵电压基准。从结构、性能和制作方法等方面对SNS和SINIS可编程约瑟夫森结阵进行了比较。