運放的特點是輸出幅值不能超過電源電壓的壓差，對於傳統單電源運放，如LM358，輸出電壓幅值不能達到電源電壓上下限。

單電源運放工作時只能放大對地為正（同向輸入）或為負（反向輸入）的直流電壓，若輸入為對地的交流信號時，則只能放大正半波或負半波，另一半波會因為截止而產生嚴重失真。

為了得到不失真的交流放大信號，需要在輸入端疊加一個偏置電壓，一般為1/2 VCC。

若在運放的一端輸入對地偏置1/2 VCC的信號，另一端接地，則在反向輸入的情況下：理論輸出為負，但在此情況下單電源運放的下限接近0V，因此輸出電壓也接近0V，嚴重失真；在正向輸入的情況下：1/2 VCC的偏置電壓也被放大，疊加上交流放大信號後很容易超過電源電壓，而該部分將不被放大，導致信號嚴重失真，此種情況下，交流信號不能獲得有效的放大倍數。

因此，在實際中，放大信號一端疊加偏置電壓後，另一端也要疊加偏置電壓，如下圖

反向輸入：

${V_{{\rm{out}}}} = \frac{1}{2}VCC - \frac{{R2}}{{R1}}{V_1}$

同向輸入：

${V_{{\rm{out}}}} = \frac{1}{2}VCC + \left( {\frac{{R2}}{{R1}} + 1} \right){V_1}$

因為輸出端疊加有直流偏置電壓，需要加一個隔直電容慮除該直流分量

單電源運放添加偏置電壓的原因