Дисертація спрямована на дослідження електронного транспорту та квантово-розмірних ефектів в резонансно-тунельному діоді (РТД). У рамках формалізму хвильових функцій було розроблено ієрархічний ряд моделей, основою якого є аналітична, самоузгоджені чисельна однодолинна та чисельна дводолинна моделі, а також методи врахування додаткових ефектів: розсіювання, форми гетеробар'єрів, пасивних областей. Розроблено новий метод врахування електронного транспорту через метастабільні рівні в емітер ній квантовій ямі; вперше реалізовано фізично обґрунтовану апроксимацію гетеробар'єрів. Було розроблено та програмно реалізовано адаптивні чисельні алгоритми для кожної з моделей. Проведено перевірку коректності розроблених алгоритмів та їх програмної реалізації шляхом порівняння з моделями, що засновані на методі матриць передачі. На основі чисельної моделі в середовищі Matlab розроблено прикладну програму з графічним інтерфейсом користувача. Шляхом проведення чисельних експериментів виявлено основні закономірності протікання фізичних процесів у РТД. Пояснено причину формування області ВДП та особливостей на ній; визначено вплив геометричних розмірів та хімічного складу шарів РТД на параметри квантово-розмірних ефектів, розподіл мікро- та макроскопічних величин вздовж РТД та ВАХ. Визначено функціональність та межі адекватності кожної з моделей ряду. Шляхом порівняння з експериментальними ВАХ здійснено верифікацію моделей РТД, яка показала відмінний якісний збіг та кількісний - в межах 5% у характерних точках. Проаналізовано вплив рівняння моделі на кількісне та якісне узгодження з експериментальними даними.