单电源运放为什么需要加偏置，如何加偏置？

单电源运放为什么需要加偏置，如何加偏置？
1、运放差分输入端可以看做是一个镜像的电流源，如下图：

如果使用单电源供电时，也就是IS1的最终流向是地，如果输入信号是交流信号，那么负半轴的信号并不能让输入端的Q1/Q2处于线性工作状态，会出现严重的放大失真。
2、通过在差分输入端加入偏置电压可以有效解决该问题。通常偏置最好是Vcc/2，而且为了更好的放大，偏置最好用电源产生，不要使用电阻分压。电阻分压会对放大有影响，对输入信号阻抗也会产生影响。
下面通过仿真来看下有偏置和没偏置的影响。
**有偏置：

信号源10mV，60Hz波形，使用同向放大，从波形上看的出来相位相同。
输出端一定会带有2.5V的直流点位在，因为加了偏置就是2.5V，看到的波形大小不一样，是因为不同通道使用的档位不一样，但是可以从中间栏信号值观察；
蓝色信号是隔直电容后的信号值，P-P值110mV左右，放大11倍。
无偏置：

1、蓝色波形出现了严重的负半轴失真现象，而且放大倍数远远低于11倍。
这就是单电源供电运放有无偏置下的放大影响。

备注：
1、同向输入端串联的电阻R3主要是为了补偿反向输入端因为偏置电流产生的电压影响，设计的过程中建议加上，如果放大倍数大的情况下是能起到很好的补偿作用，常见于跨阻运放对光电流进行放大，同时这也是一种好的习惯。
2、如果是反向放大的，信号源直接接反向端即可。

放大后的信号与原始信号相位相差180度。