Разработана теплоэлектрическая модель мощного гетеропереходного светоизлучающего диода (СИД) и получены распределения температуры и плотности тока в структуре СИД с одновременным учетом действия нескольких механизмов тепловой обратной связи. Установлено, что зависимость квантовой эффективности от плотности тока и температуры приводит к заметному увеличению неоднородности распределения температуры и плотности тока в структуре СИД. Расчетные результаты подтверждаются экспериментальными зависимостями тепловых сопротивлений переход-корпус конкретных типов СИД от величины тока. В приближении локальной тепловой обратной связи с интерактивным обращением к моделирующей среде Comsol Multiphysics проведен расчет и анализ распределений температуры и плотности тока в структуре СИД с макродефектом теплофизического вида. Показано, что существует критический размер макродефекта, при котором неоднородность распределения температуры максимальна.