电池供电的运放应用：例如在汽车和船舶设备中发现的运放，只有一个可用的电源。其他应用，如计算机，可以从交流电源逆变操作而来，但仍然只有一个单极性电源，比如5或12V直流。因此，从单极性电源为运放电路供电通常是一种实际的需要。但单电源操作也有其缺点:它需要给每一级额外的增加无源元件，并且在不恰当的设计中可能导致严重的不稳定现象。
单电源应用具有双电源运算放大器电路经常要克服的固有问题。基本问题是运放是双电源器件，因此必须使用外部元件进行偏置，使运放的输出电压在供电电源的中间位置。这种方法允许给定电源电压的最大输入和输出电压摆幅。在一些具有低输入信号的低增益应用中，运放的输出只能高于参考地（GND）的2~3V。但在大多数情况下，必须避免输出信号的削波，因此必须将输出控制在供电电源的中心附近。
设计图一
下图中的电路显示了一个简单的单电源偏置方法。这种同相、交流耦合的放大电路使用带有两个偏置电阻RA和RB的电阻分压器，将同相输入端的电压设置为VS/2。输入信号VIN通过电容CIN耦合到同相输入端。
但这种简单的电路有一个严重的局限性。第一个限制是运算放大器的电源抑制能力几乎完全缺失，因为电源电压的任何变化都会直接改变电阻分压器设置的VS /2偏置电压。电源抑制是一个重要但经常被忽视的运放特性。这种简单的电路有一些严重的局限性。电源抑制是一个重要但经常被忽视的运放特性。
任何运放提供的高电源抑制能力都可以大大减少交流信号和电源嗡嗡声通过其供电线路馈送到运放本身的问题。因为电源线上1V的变化导致分压器输出处0.5V的变化，所以电路的电源抑制能力将仅有6dB。
更糟糕的是，在运放必须向负载提供大输出电流的电路中，不稳定性经常发生。除非电源稳压良好且旁路良好，否则供电线上会出现大的干扰信号电压。由于运放为同相输入且直接参考电源，这些信号将直接反馈到运放，通常会引发不稳定。
使用精心的PCB布局、多电容电源旁路、星形接地和整板PCB电源平面可以提供电路稳定性。
设计图二
增加电源抑制的一种方法是修改电路(如下图)。电容器C2放置在分压器上的节点处并接地，电阻RIN为VS /2参考电压提供直流返回路径，并设置电路的交流输入阻抗。RA和RB的分压器电阻设置为100/100kΩ， C2的电容值为0.1uF或其它值。而RA与RB、C2的并联组合设置了该网络的-3dB带宽，等于:
不稳定性仍然可能发生，因为电路在低频时基本上没有电源抑制能力。因此，电源线上任何低于30 Hz的信号都可以很容易地回到运放的正输入。解决这个问题的一个实际解决方案是增加电容器C2的值。它需要足够大，以便在电路通频带内的所有频率上有效绕过分压器。一个好的经验法则是将这个值设置为-3dB输入带宽的十分之一，由RIN/CIN和R1 /C1设置。即使直流电路增益是单位增益，也需要考虑运算放大器的输入偏置电流。
RA/RB分压器与运放的正输入端串联增加相当大的电阻，等于两个电阻的并联组合。维持运放的输出接近中电源需要通过在负输入端增加等量的电阻来平衡这个电阻。电流反馈运算放大器通常具有不相等的输入偏置电流，这进一步使设计变得复杂化。
考虑输入偏置电流误差以及电源抑制、增益、输入和输出电路带宽以及其他因素的单电源运放电路设计可能会变得复杂。然而，也可以简化设计。对于从单个15或12V电源工作的普通电压反馈运放，使用两个100 kΩ电阻的电阻分压器是供电电流消耗和输入偏置电流误差之间的合理折衷。
在5V电源系统中，可以将电阻降低到较低的值，例如42kΩ。另外，一些应用需要在新的3.3V下运行。对于3.3V应用，运放必须是轨对轨器件，并且必须将其偏置接近电源中间位置。可以进一步减少偏置电阻约27 kΩ。
设计图三
