초전도 상태에서의 전류의 터널효과(조지프슨 효과)에 의해 저온에서 동작하는 스위칭 소자. 터널형 소자와 약결합형 소자가 있다.

터널형 소자는 2개의 초전도체를 수nm의 아주 앓은 산화막을 통해 결합한 것이고, 약결합형 소자는 2개의 초전도체 사이의 간격을 좀 더 벌려, 그 사이를 앓거나 가는 초전도체로 연결한 것이다.

소자를 지나는 전류는 소자에 건 전압의 시간적분의 사인함수에 비례하므로 직류전압을 걸면 전류가 교류진동을 하게 된다.

이 현상을 이 용해 주파수 표준에 따라 전압 표준이 작성된다.

반대로 교류를 직류로 변환하는 효율도 높아 마이크로파에서 멀리미터파에 이르는 전자기파의 고감도 검출기로도 쓰인다.

초전도체의 루프를 만들면 영구전류가 흐르고, 루프에는 일정한 자기력선속 양자(약 2×Wb)라 불리는 양(量)의 정수배(整數倍)인 자기력선속이 영구 보존된다.

이 루프의 일부에 조지프슨 소자를 넣은 것을 SQUID(스퀴드)라 한다.

SQUID에서 조지프슨 소자는 비교적 약한 임계전류값을 가지므로, 외계로부터 자기력선속을 주어 소자에 흐르는 전류를 임계전류 이상으로 함으로써 간단히 루프의 자기력선속을 바꿀 수 있다.

이것을 이용해, 외계의 자기력선속을 자기력선속 양자를 단위로 계수(計數)하는 자기력선속계를 만들며, 감도가 좋은 자기장센서 및 전류센서로도 쓰인다.

최근에는 조지프슨 소자가 약한 임계전류값을 갖는 성질을 이용한 고속계산기용 논리회로와 기억회로가 연구되고 있다.

이것은 조지프슨 소자에 몇 개의 전류선을 결합한 것으로, 전류가 소자의 임계전류값을 넘어 소자의 상태전이가 일어나는지의 여부에 따라 논리동작을 하게하는 회로이다.

소자의 상태전이 시간은 1ps(s)정도이다.