LM311是一款由美國國家半導體公司生產的線性運算放大器，具有高精度、高穩定性、低噪聲等優點。這款晶片採用了電壓比較器的結構，用於比較兩個輸入信號(Vin+和Vin-)，並輸出一個高電平或低電平的結果信號。其工作原理具體如下：
輸入級。LM311的輸入級由兩個高阻抗、低噪聲的差分放大器組成，每個放大器都有一個獨立的輸入端和一個公共的接地端。輸入端的差分電壓被放大後，通過中間放大級進行進一步放大。
中間放大級。中間放大級是一個單級電壓放大器，對輸入級的輸出信號進行放大。中間放大級的增益可以通過調整電阻值來改變，從而實現對輸出信號的增益控制。
輸出端。LM311的輸出端是一個開關型輸出，可以輸出高電平(通常為正電源電壓)或低電平(通常為負電源電壓)，表示比較結果。輸出端可以直接連線到數字電路中，例如微處理器或邏輯門電路。
此外，LM311還具有自校準功能，可以在不同工作溫度下實現準確的比較。它通過內部的自調零電路來抵消溫度變化對比較精度的影響，使得輸出結果更加穩定和可靠。由於其高速度和低驅動能力，LM311可以用於比較兩個模擬信號的大小或關係，並將輸出結果作為控制信號用於觸發其他模擬電路的操作。